Файл: Реферат по дисциплине Метрология, стандартизация и сертификация на тему Виды и методы измерений.docx

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Государственный университет по землеустройству»

Факультет Кадастра недвижимости и инфраструктуры пространственных данных

Кафедра Градостроительства и пространственного развития

Направление 21.03.02 «Землеустройство и кадастры»

Профиль: Городской кадастр
РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация»

на тему: «Виды и методы измерений»

Выполнила ст. 42-ГК(2) гр.

Факультета КНиИПД ____________ Д.С. Попович

(подпись)

Проверил

старший преподаватель _____________ П.Д. Петрушевский

кафедры градостроительства (подпись)

и пространственного

развития

“____”___________2023 г.


Москва 2023

Оглавление

Введение

Измерение является важнейшим понятием в метрологии. Это организованное действие человека, выполняемое для количественного познания свойств физического объекта с помощью определения опытным путем значения какой–либо физической величины.

Существует несколько видов измерений. При их классификации обычно исходят из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.

Принцип измерений - физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение массы тела при помощи взвешивания с использованием силы тяжести, пропорциональной массе, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта.

Метод измерений - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Получившееся при измерении значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины. Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений - мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т. д.

---

В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая, или не определена единица измерений величины) практикуется оценивание таких величин по условным шкалам, например, Шкала Рихтера интенсивности измерений, Шкала Мооса - шкала твёрдости минералов. Частным случаем измерения является сравнение без указания количественных характеристик. Наука, предметом изучения которой являются все аспекты измерений, называется метрологией.

В данный момент существует единая система измерений - СИ. Система единиц физических величин, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике. В настоящее время СИ принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области техники, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы. В этих немногих странах (например, в США) определения традиционных единиц были изменены таким образом, чтобы связать их фиксированными коэффициентами с соответствующими единицами СИ. Официальным международным документом по системе СИ является Брошюра СИ, издающаяся с 1970 года. С 1985 года выходит на французском и английском языках, переведена также на ряд других языков.

1 Развитие измерений

Измерения имеют древнее происхождение - они относятся к истокам возникновения материальной культуры человечества. Когда человек научился изготовлять орудия труда, пользоваться ими и воздействовать на окружающую его природу, он стал производить измерения. В самых древних памятниках человеческой культуры имеются указания об измерениях, производимых человеком.

Первыми измерениями были: измерения времени (вернее определение времени), необходимые для правильной организации сельскохозяйственных работ и распределения рабочего времени в течение дня; измерения площадей и расстояний, связанные с участками обрабатываемой земли, пастбищами, местами охоты; измерения объема и массы, главным образом для оценки количества зерновых культур и других ценностей. Позднее, но все еще в очень отдаленные времена, в связи с ростом строительной техники, особенно развились измерения площадей, объемов, углов различных геометрических фигур и тел.

В самом далеком прошлом измерения были весьма примитивны и имели цель определить, какая из двух или нескольких величин больше и какая меньше. Например, какое расстояние или какой путь из двух возможных до какого-либо места короче, какая площадь земли больше, какая масса или объем больше и какая меньше. Такие измерения производились на глаз, на мускульное ощущение (взвешивание на руках), на продолжительность ходьбы. Затем измерения стали преследовать цель найти, во сколько раз одна величина больше или меньше другой. На втором этапе человек сопоставлял и сравнивал наблюдаемые им предметы и величины с размерами собственного тела. Первые единицы длины он отождествлял с частями своего тела: длина локтя, ступни, расстояние между концами большого пальца и мизинца при наибольшем раздвижении пальцев, длина между концами вытянутых в стороны рук и т.п. Единицей для измерения больших расстояний служило расстояние, на которое можно было бросить камень, или расстояние, которое можно пройти за день, от зари до зари. Объем измерялся горстью или охапкой. Масса оценивалась по весу предмета, который легко поднимал человек.

---

Конечно, все эти и подобные им меры и единицы были произвольными, случайного порядка. Позднее они приобрели вид вещественных мер: локоть или ступня ноги - в виде бруска равной им длины; меры массы - в виде той или иной формы гирь, изготовленных из камня или металла; для измерения вместимости или объема жидких тел применялись скорлупа кокосового ореха определенной емкости или другие сосуды.

Наиболее широкое распространение единицы измерения получили в древнейших культурных странах: Китае, Вавилоне, Египте. Так, в Вавилоне было принято, что сутки содержат 24 часа, 1 час - 60 минут и 1 минута - 60 секунд. Вавилонские меры (локоть, мера массы - талант), пришли в Грецию, Рим, а затем в Европу, где получили дальнейшее развитие.

С течением времени, в связи с ростом культуры и развития ремесел и торговли, меры совершенствовались, узаконивались, появилась взаимозависимость между мерами отдельных величин.

Вплоть до конца средних веков измерения ограничивались измерениями времени, геометрических размеров и массы. В XIV - XVI в.в. начался бурный расцвет ремесел, наук, искусств, архитектуры. Вместе с развитием науки появляется необходимость в измерении разного рода вновь открытых величин или величин, начавших играть значительную роль в науке и технике. Так в XVII в. появились барометры для измерения давления воздуха, гигрометры для определения его влажности; термометры для измерения температуры; манометры для измерения давления воды.

«В XVIII веке появились динамометры для измерения силы, калориметры для измерения количества теплоты, начали производиться измерения некоторых световых величин. В связи с изобретением паровых машин и распространением механических двигателей возникали понятия о работе и мощности, появились единицы для их измерения: пудофут, лошадиная сила. В середине XIX в. начали измеряться электрические величины, получили дальнейшее развитие световые измерения.

В конце XIX и в начале XX в.в. были открыты новые физические явления и в связи с этим появились новые виды измерений: в области рентгеновских лучей, радиоактивности, и, наконец, в области молекулярной и атомной физики.

В настоящее время нет ни одной области знаний, где измерения не играли бы огромной роли. Наука, техника, промышленность, торговля, строительное дело, транспорт всех видов, здравоохранение, просвещение, искусство и т.д. - все эти области не могут обойтись без измерений.[4]

---

2 Классификация видов и методов измерений

2.1 Виды измерений

Измерение — совокупность операций по применению системы измерений для получения значения измеряемой физической величины.

Измерения могут быть классифицированы по метрологическому назначению на три категории:

• 
  ненормированные,
  
• 
  технические,
  
• 
  метрологические.
  

Ненормированные – измерения при ненормированных метрологических характеристиках.

Технические – измерения при помощи рабочих средств измерений.

Метрологические – измерения при помощи эталонов и образцовых средств измерений.

Ненормированные измерения наиболее простые. В них не нормируются точность и достоверность результата. Поэтому область их применения ограничена. Они не могут быть применены в области, на которую распространяется требование единства измерений. Каждый из нас выполнял ненормированные измерения длины, массы, времени, температуры не задумываясь о точности и достоверности результата. Как правило, результаты ненормированных измерений применяются индивидуально, т.е. используются субъектом в собственных целях.

Технические измерения удовлетворяют требованиям единства измерений, т.е. результат бывает получен с известной погрешностью и вероятностью, записывается в установленных единицах физических величин, с определённым количеством значащих цифр. Выполняются при помощи средств измерений с назначенным классом точности, прошедших поверку или калибровку в метрологической службе. В зависимости от того, предназначены измерения для внутрипроизводственных целей или их результаты будут доступны для всеобщего применения, необходимо выполнение калибровки или поверки средств измерений. Средство измерений, прошедшее калибровку или поверку, называют рабочим средством измерений. Примером технических измерений является большинство производственных измерений, измерение квартирными счётчиками потреблённой электроэнергии, измерения при взвешивании в торговых центрах, финансовые измерения в банковских терминалах. Средство измерений, применяемое для калибровки других средств измерений, называют образцовым средством измерений. Образцовое средство измерений имеет повышенный класс точности и хранится отдельно, для технических измерений не применяется.

---

Метрологические измерения не просто удовлетворяют требованиям единства измерений, а являются одним из средств обеспечения единства измерений. Выполняются с целью воспроизведения единиц физических величин для передачи их размера образцовым и рабочим средствам измерений. Метрологические измерения выполняет метрологическая служба в стандартных условиях, сертифицированным персоналом.

Можно выделить следующие виды измерений.

1)  По характеру зависимости измеряемой величины от времени методы измерений подразделяются на:

• 
  статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени;
  
• 
  динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.
  

2)   По способу получения результатов измерений (виду уравнений измерений) методы измерений разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

При прямом измеренииискомое значение величины находят непо­средственно из опытных данных (например, измерение диаметра штан­генциркулем).

При косвенном измеренииискомое значение величины определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Совместныминазывают измерения двух или нескольких не одноимённых величин, производимые одновременно с целью нахождения функциональной зависимости между величинами (например, зависимости длины тела от температуры).

Совокупные– это такие измерения, в которых значения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин (при различных сочетаниях мер или этих величин) путем решения системы уравнений.

3)     По условиям, определяющим точность результата измерения, мето­ды делятся на три класса.

Измерении максимально возможной точности(например, эталонные измерения), достижимой при существующем уровне техники.

Контрольно-поверочные измерения,погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторое заданное значение.

Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерения.

4)     По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерения.

Абсолютноеизмерение основано на прямых измерениях величины и (или) использования значений физических констант.

При относительныхизмерениях величину сравнивают с одноименной, играющей роль единицы или принятой за исходную (например, измерение диаметра вращающейся детали по числу оборотов соприкасающегося с ней аттестованного ролика).

---