Файл: Метрология и стандартизация.doc

07.02.2013

ЛК 1

Метрология Основные понятия и категории метрологии

Метрология (греч. «наука об измерениях») – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их достоинства и требуемой точности.

Метрология занимается получением достоверной информации.

Метрология изучает вопросы:

1. обеспечение единства измерений;

2. защита населения и государства от последствий неточных/неправильных измерений;

3. достоверный учёт материальных, энергетических и природных ресурсов;

4. развитие технических измерений в соответствии с уровнем технико-экономического развития страны;

5. повышение качества товаров и услуг, обеспечение конкурентоспособности продукции;

6. достижение доверия в международных экономических отношениях к результатам измерений при проведении проверки и калибровки испытаний;

7. создание и развитие метрологических инфоструктур, обеспечивающих совместную, заслуживающую доверия систему измерений, которая необходима для развития науки, промышленности, экономики и т.д.

Задачи метрологии:

• разработка фундаментальных научно-методических, правовых и организационных основ метрологии;

• стандартизация в области метрологии;

• создание, утверждение, содержание и сличение эталонов;

• установление единого порядка передачи размеров единиц;

• установление требований к метрологическим характеристикам средств измерений;

• разработка методик выполнения измерений и их аттестация;

• установление порядка организации и проведение испытаний, а также метрологические аттестации, поверки и калибровки средств измерений (СИ);

• аккредитация испытательных поверочных и калибровочных лабораторий;

• государственный метрологический надзор и контроль;

• международное сотрудничество в области метрологии.

Метрология делится на:

• теоретическая (фундаментальная);

• законодательная;

• прикладная (практическая).

Теоретическая метрология – раздел метрологии, предметом которой является разработка её фундаментальных основ.

Сфера вопросов теоретической метрологии:

• теория единства измерений;

• теория построения средств измерений;

• теория точности измерений.

В законодательной метрологии рассматривается комплекс вопросов, которые относятся к деятельности по обеспечению единства и необходимой точности измерений, регламентации и контролю со стороны государства.

Раздел практической метрологии посвящён изучению вопросов практического применения, разработок теоретической и положений законодательной метрологии.

Практическая значимость измерений определяется тем, что они обеспечивают получение информации о физических величинах, параметрах, об объекте управления и контроля и служат основой для принятия решений в торговле, в промышленности, науке, техники и т.д.

Основные проблемы:

1. развитие общей теории измерений;

2. установление единиц физических величин и их системы;

3. разработка методов и средств измерений, а также методов определения точности измерений;

4. обеспечение единства измерений, единообразие средств и требуемой точности измерения;

5. установление эталонов и образцовых средств измерения;

6. разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений к рабочим средствам измерений.

Измерение

Измерение – это совокупность операций, выполняемых с помощью специального технического средства, хранящего единицу величины и позволяющего сопоставлять измеряемую величину и её единицей и получить значение этой величины (это и есть результат измерения).

Специальное техническое средство, хранящее единицу величины, позволяющую сопоставить измеряемую величину с её единицей, – средство измерения (СИ).

Объектами измерения являются какие-либо физические величины, которые делятся на основные и производные. Совокупность основных и произвольных единиц называется системой единиц физических величин.

Единица физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице, и которая применяется для количественного выражения однородных с ней физических величин.

Международная система измерений – СИ:

• единица времени – сек.;

• единица длины – м.;

• единица массы – кг.;

• единица силы тока – Ампер;

• единица термодинамической Т – К, С^о;

• единица количества вещества – моль;

• единица силы света – Кандела (Ка).

14.02.2013

ЛК 2

Виды и методы измерений

Измерение возможно при соблюдении условий:

1. если возможно выделение данной величины среди других;

2. установление единичных измерений выделенной величины;

3. создание технического средства, воспроизводящего установленную единицу и хранящего её размер;

4. сохранение неизменным размера единицы в пределах установленной погрешности как минимум на срок, необходимый для данного измерения или 1 серии измерений.

Объект измерения – тело (физическая система, процесс, явление и т.д.), которое характеризуется одной или несколькими измеряемыми физическими величинами.

Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенный в основу измерений.

Метод измерений – приём/совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Классификация видов измерений:

1. По способу получения информации:

• прямые;

• косвенные;

• совокупные;

• совместные.

Прямые измерения – измерения, при которых искомые значения величины находятся непосредственно из опытных данных. При прямых измерениях искомое значение величины определяют непосредственно по устройству отображения измерительной информации применяемого средства измерения.

Косвенные измерения – измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерением.

Совокупные измерения сопряжены с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин.

Совместное измерение – измерение двух или более однородных физических величин для определения зависимости между ними.

2. В зависимости от оценочной шкалы:

• абсолютные;

• относительные.

Абсолютное измерение – измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и/или использовании значений физических констант. Результат измерений выражается в единицах физической величины.

Относительное измерение – измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Величина, получаемая в результате, может быть либо безразмерной, либо выраженной в относительных логарифмитичных единицах.

3. По числу повторных измерений одной и той же величины:

• однократные;

• многократные.

Многократные – измерения одной и той же физической величины, результат которой получают из нескольких, следующих друг за другом, измерений.

4. В зависимости от планируемой точности измерений:

• технические;

• метрологические.

Технические – измерения, которые выполняют с заранее установленной точностью. То есть погрешность не должна превышать заранее заданного (и допустимого) значения. Выполняется при помощи рабочих средств измерений.

Метрологические – измерения, которые выполняют с максимально достигаемой точностью, добиваясь минимальной погрешности. Выполняется с целью передачи другим рабочим средствам.

5. По реализованной точности и по степени рассеяния результатов:

• равноточные и неравноточные;

• равнорассеянные и неравнорассеянные.

Равноточные – измерения двух серий, для которых оценки погрешностей можно считать практически одинаковыми.

Неравноточные – измерения с различающимися погрешностями.

Равнорассеянными и неравнорассеянными называют измерения в зависимости от совпадения или различия оценок, случайных составляющих, погрешностей измерений сравниваемых серий.

6. В зависимости от режима получения средством измерения выходного сигнала измерительной информации:

• статические;

• динамические.

Статическое – измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения.

При измерении в динамическом режиме появляются дополнительные динамические погрешности, связанные со слишком быстром измерением либо самой измеряемой физической величиной, либо выходного сигнала измерительной информации.