Метрология. Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности

1

Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности.

Физическая величина - это свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Единица физической величины - физическая величина, которой по определению присвоено значение "1". Измерить какую-либо физическую величину, значит сравнить ее с единицей физической величины.

Мера - это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (например, гиря - мера массы, измерительный резистор - мера сопротивления).

Формула измерения физической величины:

Q=n*[Q]

где Q - измеряемая физическая величина;

n - коэффициент;

[Q] - единица физической величины.

измерение физической величины выполняется путем ее сравнения в ходе эксперимента с величиной принятой за единицу физической величины. Результатом будет число, показывающее соотношение измеряемой величины с единицей физической величины.

3

Единство измерений -это состояние средств измерений, когда они проградуированы в указанных (узаконенных) единицах физических величин, а их погрешности известны с заданной вероятностью и их метрологические характеристики соответствуют нормам.

4

Наиболее современной формой метрологической системой меры является международная система единиц СИ.

Основные единицы:

метр

килограмм

секунда

ампер

кельвин (единица температуры)

моль (количество вещества)

кандела (сила света)

плоский угол (радиан)

объемный угол (стерадиан)

Внесистемные единицы:

час

минута

год

узлы

мили (морские или сухопутные)

карат

и т.д.

5

Эталон - это средство измерений или комплекс средств, обеспечивающие воспроизводство и хранение единицы, с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствами измерений, выполненное по особой спецификации и сертифицированное в установленном порядке.

Классификация эталонов:

Государственные эталоны (114 шт.)

| |

Первичный Вторичный

. Вторичные эталоны.

| | | |

Эталон копия Эталон свидетель Эталон сравнение Рабочий эталон

Каждый из государственных эталонов утверждается стандартом.

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью при нормальных условиях.

Вторичный эталон создают и утверждают в случае необходимости организации поверочных работ и предохраняет государственный эталон от излишнего износа.

6

Образцовые средства измерений (разрядные эталоны) предназначены для передачи размеров единиц физических величин от эталонов рабочим средствам (ГОСТ 8.382-80).

Образцовые средства измерений – это меры, измерительные приборы и устройства прошедшие метрологическую аттестацию и утвержденные органом государственной или ведомственной метрологической службы в качестве образцовых. По назначению различают исходные и подчиненные средства измерений.

Градация образцовых средств измерений:

1) 1 разряда – поверяются на рабочих эталонах;

2) 2 и последующих разрядов – проверяются по образцовым средствам предшествующих разрядов.

7

Поверочная схема – это основной метрологический документ, устанавливающий соподчиненность средств измерений при передаче размера единицы физической величины от эталона и образцовых средств измерений к рабочим средствам с указанием методов и точности передачи.

8

По способу получения числового значения величины, измерения делятся:

1. Прямые (измерения, при которых искомые значения физической величин определяется непосредственно из опыта по формуле А=С*Х

Где А – значение измеряемой величины

С – цена деления шкалы

Х – отчет по индикаторному устройству измерительной шкалы);

2. Косвенные (результат определяют на основании прямых измерений величин, связанных с изменяемой величиной известной зависимостью A=f(a1, a2, aN));

3. Совокупные (проводимые одновременно измерения нескольких одноименных физических величин, при которых значения искомых величин находят в результате решения системы уравнений, получаемых при прямых измерениях);

4. Совместные (восполняемые одновременно измерения двух или более не однородных величин для нахождения функциональной зависимости между ними).

Для прямых измерений можно выделить два метода:

1. Непосредственные оценки (обеспечивает получение измеряемой величины непосредственно по отчетному устройству измерительного прибора прямого действия (измерение на весах, амперметром, мономером и т.д.));

2. Сравнение с мерой (для выполнения особо точных измерений – измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой мерой (измерение массы на рычажных весах));

a. Метод противопоставления

b. Дифференциальный

c. Нулевой

d. Совпадений

e. Замещения

f. Поэлементный

g. Комплексный

9

Поверка средств измерений (СИ) – это установление органом государственной метрологической службы или другой официально установленной организацией пригодности СИ к применению на основании экспериментальных определений метрологических характеристик, подтверждающих их соответствие установленным обязательным требованиям.

Существуют следующие методы проверки СИ:

1. Метод непосредственного сличения (измерения одной и той же величины (неизвестной) эталонным и проверяемым средствами измерений и сравнение полученных результатов);

2. Метод сличения с помощью компаратора (физическую величину, воспроизводимую эталонным СИ, передают вспомогательному устройству – компаратору, с которым затем сличается проверяемые СИ)

3. Метод прямых измерений (используют один проверяемый прибор, которым измеряют эталонную величину);

4. Метод косвенных измерений.

11

Погрешность измерений – это разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины.

∆х = х_приб - х_ист

∆ = S_случ + Θ_сист

Абсолютная погрешность средств измерений – погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины.

∆х = х_приб - х_ист

Относительная погрешность – это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины.

δ=∆х/х_ист*100%

Приведенная погрешность:

γ = ∆х / х_N*100%

где х_N – (нормируемое значение) условно принятое значение, равное или верхнему пределу измерений, или диапазону, или длине шкалы.

12

ГСИ (Государственная Система Измерений) – комплекс взаимоувязанных стандартов, определяющих порядок метрологического обеспечения страны.

ГМС – Государственная метрологическая служба, в нее входят:

- Государственная служба времени и частоты и определения параметров Земли (ГСВЧ)

- Государственная служба стандартных образцов, состава и свойства веществ и материалов

- Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойств веществ и материалов.

Важнейшие задачи ГМС: надзор за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методами выполнения измерений, эталонами единиц, соблюдением метрологических правил и норм, нормативными документами по обеспечению единства измерений.