Перепишите то, что отмечено красным цветом.
Лекция Понятие о метрологии. Физические величины и их единицы. Понятие об измерениях и средствах измерений.
Основные понятия и определения метрологии .
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Теоретическая (фундаментальная) метрология – раздел метрологии предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии.
Законодательная метрология – раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимости точности измерений в интересах общества.
Практическая (прикладная) метрология – раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии.
Физическая величина — свойство, общее в качественном отношении для множества объектов и индивидуальное в количественном отношении для каждого из них.
Размер физической величины – количественное содержание свойства (или выражение размера физической величины), соответствующего понятию «физическая величина», присущее данному объекту.
Значение физической величины — количественная оценка измеряемой величины в виде некоторого числа принятых для данной величины единиц.
|
|
|
Единица измерения физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой присвоено числовое значение, равное единицы, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.
При измерениях используют понятия истинного и действительного значения физической величины.
Истинное значение физической величины – значение величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину.
Действительное значение физической величины – это значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.
Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Главные признаки понятия «измерение»:
а) измерять можно свойства реально существующих объектов познания, т. е. физические величины;
б) измерение требует проведения опытов, т. е. теоретические рассуждения или расчеты не могут заменить эксперимент;
в) для проведения опытов требуются особые технические средства — средства измерений, приводимые во взаимодействие с материальным объектом;
|
|
|
г) результатом измерения является значение физической величины.
Характеристики измерений: принцип и метод измерений, результат, погрешность, точность, сходимость, воспроизводимость, правильность и достоверность.
Метод измерения – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.
Результат измерения – значение величины, полученное путем ее измерения.
Погрешность результата измерений – отклонение результата измерений от истинного (действительного) значения измеряемой величины.
Точность результата измерений – одна из характеристик качества измерений, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения.
Сходимость результатов измерений – близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей на результат измерения.
Воспроизводимость – близость результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами и средствами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям (температура, давление, влажность и др.).
|
|
|
Правильность – характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей в их результатах.
Достоверность – характеристика качества измерений, отражающая доверие к их результатам, которая определяется вероятностью (доверительной) того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных границах (доверительных).
Виды и методы измерений
Для выполнения измерений необходимо осуществление следующих измерительных операций: воспроизведения, сравнения, измерительного преобразования, масштабирования.
Воспроизведение величины заданного размера – операция создания выходного сигнала с заданным размером информативного параметра, т. е. величиной напряжения, тока, сопротивления и т. д. Эта операция реализуется средством измерений – мерой.
Сравнение – определение соотношения между однородными величинами, осуществляемое путем их вычитания. Эта операция реализуется устройством сравнения (компаратором).
|
|
|
Измерительное преобразование – операция преобразования входного сигнала в выходной, реализуемая измерительным преобразователем.
Масштабирование – создание выходного сигнала, однородного с входным, размер информативного параметра которого пропорционален в К раз размеру информативного параметра входного сигнала. Масштабное преобразование реализуется в устройстве, которое называется масштабным преобразователем.
Классификация измерений:
по числу измерений – однократные, когда измерения выполняют один раз, и многократные – ряд однократных измерений физической величины одного и того же размера;
характеристике точности – равноточные – это ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью, и неравноточные, когда ряд измерений какой-либо величины выполняется различающимися по точности средствами измерений и в разных условиях;
характеру изменения во времени измеряемой величины – статические, когда значение физической величины считается неизменным на протяжении времени измерения, и динамические – измерения изменяющиеся по размеру физической величины;
способу представления результатов измерений – абсолютные измерения величины в ее единицах, и относительные – измерения изменений величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.
способу получения результата измерения (способу обработки экспериментальных данных) – прямые и косвенные, которые делят на совокупные или совместные.
Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных в результате выполнения измерения. Пример прямого измерения — измерение вольтметром напряжения источника.
Косвенное измерение — измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. При косвенном измерении значение измеряемой величины получают путем решения уравнения .
Совместные измерения — одновременные измерения нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними. При этом решают систему уравнений
Совокупные измерения — одновременные измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, составленных из результатов прямых измерений различных сочетаний этих величин.
Пример совокупного измерения: измерение сопротивлений резисторов, соединенных треугольником, путем измерения сопротивлений между различными вершинами треугольника; по результатам трех измерений определяют сопротивления резисторов.
Взаимодействие средств измерений с объектом основано на физических явлениях, совокупность которых составляет принцип измерений, а совокупность приемов использования принципа и средств измерений называют методом измерений.
Методы измерения классифицируют по следующим признакам:
по физическому принципу положенному в основу измерения – электрические, механические, магнитные, оптические и т. д.;
степени взаимодействия средства и объекта измерения – контактный и бесконтактный;
режиму взаимодействия средства и объекта измерения – статические и динамические;
виду измерительных сигналов – аналоговые и цифровые;
организации сравнения измеряемой величины с мерой – методы непосредственной оценки и сравнения с мерой.
КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Средство измерений (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
По назначению СИ подразделяются на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы.
Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Различают меры:
- однозначные – воспроизводящие физическую величину одного размера;
- многозначные – воспроизводящие физическую величину разных размеров;
- набор мер – комплект мер разного размера одной и той же физической величины, предназначенных для практического применения как в отдельности, так и в различных сочетаниях;
- магазин мер – набор мер конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях.
Измерительный преобразователь – техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал удобный для обработки. Это преобразование должно выполняться с заданной точностью и обеспечивать требуемую функциональную зависимость между выходной и входной величинами преобразователя.
Измерительные преобразователи могут быть классифицированы по признакам:
по характеру преобразования различают следующие виды измерительных преобразователей: электрических величин в электрические, магнитных в электрические, неэлектрических в электрические;
месту в измерительной цепи и функциям различают первичные, промежуточные, масштабные, и передающие преобразователи.
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.
Измерительные приборы подразделяются:
по форме регистрации измеряемой величины – на аналоговые и цифровые;
применению – амперметры, вольтметры, частотомеры, фазометры осциллографы и т. д.;
назначению – приборы для измерения электрических и неэлектрических физических величин;
действию – интегрирующие и суммирующие;
способу индикации значений измеряемой величины – показывающие, сигнализирующие и регистрирующие;
методу преобразования измеряемой величины – непосредственной оценки (прямого преобразования) и сравнения;
способу применения и по конструкции – щитовые, переносные, стационарные;
защищенности от воздействия внешних условий – обыкновенные, влаго-, газо-, пылезащищенные, герметичные, взрывобезопасные и др.
Измерительные установки – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте.
Измерительная система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. В зависимости от назначения измерительные системы подразделяют на информационные, контролирующие, управляющие и др.
Измерительно-вычислительный комплекс – функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.
По метрологическим функциям СИ подразделяются на эталоны и рабочие средства измерений.
Эталон единицы физической величины – средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.
Рабочее средство измерений – это средство измерений, используемое в практике измерений и не связанное с передачей единиц размера физических величин другим средствам измерений.
Перепишите то, что отмечено красным цветом.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 15; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!