Основы технических измерений1.1 Понятие об измерениях. Единицы измеренийИзмерение — нахождение физической ве­личины опытным путем с помощью научных знаний. Они служат для обеспечения качества изделий, взаи­мозаменяемости деталей и узлов, совершенствования технологии производства, его автоматизации и стандар­тизации.С развитием науки и техники измерения все услож­няются, повышается их точность, возрастает количест­во. Потребность в обширной информации, в определе­нии новых параметров ускоряет создание новых изме­рительных средств и увеличение их выпуска.Можно выделить три главные функции измерений в народном хозяйстве: учет продукции народного хо­зяйства; научные исследования, испытания и контроль продукции; контроль и регулирование технологических процессов.Измерения по способу получения числового значения делятся на прямые, косвенные, совокупные, совместные, абсолютные и относительные.Прямое — это измерение, при котором искомое зна­чение величины находят непосредственно из опытных данных (измерение длины линейкой, температуры тер­мометром).Косвенное измерение характеризуется тем, что иско­мое значение величины находят на основании извест­ной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (нахождение объе­ма цилиндра по результатам измерения его диаметра и высоты).Совокупные измерения представляют собой одно­временные измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые их значения находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измере­ниях различных сочетаний этих величин (определение Массы отдельных гирь набора по известной одной из Них и по результатам прямых сравнений масс различ­ных сочетаний гирь).Совместные — это проводимые одновременно измере­ния двух или нескольких одноименных величин для на­хождения зависимости между ними (определение за­висимости длины тела от изменения температуры).Абсолютное измерение основано на прямых измере­ниях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.

---

Относительное — это измерение отношения величи­ны к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.Контроль — это процесс получения и обработки ин­формации об объекте с целью определения его год­ности.Для измерения физических величин очень важно выбрать единицы их измерения.Единица измерения физической величины представ­ляет собой величину, принятую по соглашению за ос­нование для количественной оценки величин, качествен­но однородных с нею.Основное уравнение измерения имеет видгде Q — измеряемая величина; q — числовое значение измеряемой величины в принятых единицах; И — единица измерения.Часто вместо определения числового значения вели­чины проверяют, находится ли значение этой величины : в установленных пределах.Раньше единицы измерения физических величин вы­бирали произвольно и независимо одну от другой. Поз­же было установлено, что разумнее выбирать некоторые единицы независимо, а остальные устанавливать на основании определенных закономерных связей между физическими телами.Основными называются единицы измерения, которые принимают независимо одну от другой.Производными называют единицы, которые оп­ределяют с помощью уравнений.Система единиц измерения — это совокупность ос­новных и производных единиц.Одной из первоначальных систем была система МКС с основными единицами: метр, килограмм, секун­да. Кроме этой системы, существовали МКСА (добав­лена единица силы тока — ампер), МКСГ (добавлена единица температуры — градус). Неудобства возника­ли из-за пересчетов при переходе от одной системы к другой. В 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам была принята Международная систе­ма единиц измерения SI (система интернациональная); русское обозначение СИ.Система СИ содержит семь основных и множество производных единиц. Основные единицы: длины — метр (латинское обозначение m, русское—м); массы — ки­лограмм (kg, кг); времени — секунда (s, с); силы электрического тока — ампер (A, А); термодинамичес­кой температуры — градус Кельвина (К, К); силы све­та— кандела (cd, кд); количества вещества — моль (mol, моль).Метрология представляет собой науку об измере­ниях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Слово «мет­рология» в переводе с греческого языка означает уче­ние о мерах. К задачам современной метрологии отно­сятся следующие: установление и

---

воспроизведение в виде эталонов единиц измерений; создание средств из­мерений; разработка методов измерений и повышение их точности; усовершенствование способов передачи единицы измерений от эталона к изделию.

Научно-технический прогресс в метрологии прояв­ляется в освоении измерения новых величин и расшире­нии диапазонов измерения всех величин.

1.2 Классификация методов и средств измерений

Метод измерений — это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Методы и средства измерений выбирают с учетом мно­жества факторов: является ли измеряемая величина постоянной или переменной, случайной или неслучай­ной, зависимой или независимой, движущейся или не­подвижной. Существуют следующие методы измерения:

непосредственной оценки, сравнения с мерой, противопоставления, дифференциальный, нулевой, замещения и совпадений (ГОСТ 16263—70).

Метод непосредственной оценки — метод, при котором значение величины определяют непосредственно по отчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Метод сравнения с мерой заключается в том, измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Метод противопоставления — сравнение с мерой, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения. С помощью прибора устанавливают соотношение между этими величинами.

Дифференциальный метод основан на сравнении с мерой, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой.

Нулевой метод — сравнение с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля.

Метод замещения — это метод сравнения с мерой, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.

Метод совпадения представляет собой сравнение с мерой, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Средства измерений в соответствии с Государственной системой измерений (ГСИ) делятся на следующие группы.

---

Эталоны — меры и приборы, предназначенные для воспроизведения и хранения какой-либо величины. К ним относятся государственный эталон метра, эта­пные приборы концевых мер длины.Образцовые меры и приборы предназначены для проверки и градуировки лабораторных и заводских мер.Производственные меры и приборы служат для проверки изделий в производственных условиях.По характеру использования в производственном процессе средства измерений делятся на меры, измери­тельные приборы (инструменты) и калибры.1.3. Метрологические показатели средств измеренийДиапазон показаний — это область значе­ний шкалы, ограниченная конечным и начальным зна­чениями школы.Диапазон измерений — область значений измеряе­мой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений.Цена деления шкалы — разность значений величи­ны, соответствующих двум соседним отметкам шкалы,Точность измерений — качество измерений, отража­ющее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.Чувствительность — отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины.Погрешность измерения — отклонение результата из­мерения от истинного значения измеряемой величины.При конструировании средств измерений стремятся к тому, чтобы погрешность измерения была наимень­шей, а другие метрологические показатели средств из­мерений находились в заданных пределах. Этого дости­гают сочетанием больших передаточных отношений с простотой и технологичностью конструкции. Необходи­мо также, чтобы по возможности ось шкалы прибора и контролируемый размер проверяемой детали распо­лагались на одной прямой. Если это условие не выдер­живается, то перекос и непараллельность направляю­щих измерительного прибора обусловливают значитель­ные погрешности измерения.1.4 Погрешности измеренийЕсли истинное значение величины обозна­чить через Q, погрешность через , то результат измере­ния у будет равенПогрешность измерения выражается либо в едини­цах измеряемой величины (абсолютная погрешность), либо в долях или процентах от значения измеряемой величины (относительная погрешность). В зависимости характера проявления погрешности делятся на систематические и случайные.

---

Систематическая погрешность — это составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторныхизмерениях одной и той же величины. Косновным причинам возникновения систематических погрешностей относятся погрешности инструмента или метода измерений, индивидуальные особенности зкспериментатора.Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Случайные погрешности не могут быть исключены из результата измерения. Однако их влияние может быть уменьшено при обработке результатов измерений. Значения случайных погрешностей зависят от точности прибора и опытности экспериментатора. В механических приборах появление случайных погрешностей вызвано зазорами в звеньях кинематической цепи механизма прибора и другими подобными причинами. Значения случайных погрешностей заранее установить нельзя, но можно определить вероятность их появления. Для этого надо знать закон распределения случайных погрешностей.Числовые характеристики погрешностей измерения принято выражать средним арифметическим   , средним квадратическим   , предельным lim значениями случайных погрешностей.Среднее арифметическое значение результатов ряда наблюдений определяется уравнениемгде x_i — значения отдельных случайных величин; п_ik — число появлений случайной величины в данном интервале; N — общее число случайных величин; k — число интервалов группирования.Средняя квадратическая погрешность ряда измерений равнаПредельная погрешность составляетПогрешности более ±3 не учитывают и считают грубыми ошибками.

---

Смотрите также файлы

• Русские земли под властью Орды.docx

• 3 смесь политропа адиабата изотерма изобара изохора.docx

• Таблица для заполнения планируемых изменений инфраструктуры.docx

• Сценарий открытия мемориальной доски Звучит песня Высока, высока над землей синева.docx

• Исследование по теме Отношение людей к профессии ветеринарного врача Заключение.docx