Системы единиц физических величин

Величина	Единица измерения	Сокращенное обозначение единицы
		русское	международное
Длина	метр	м	m
Масса	килограмм	кг	kg
Время	секунда	с	s
Сила эл. тока	ампер	А	А
Термодин. темп-ра	кельвин	К	К
Сила света	кандела	кд	cd
Кол-во вещества	моль	моль	mol

 

Множитель	Приставка	Обозначение приставки
		русское	международное
1018	экса	Э	Е
1015	пета	П	Р
1012	тера	Т	Т
109	гига	Г	G
106	мега	М	М
103	кило	к	k
102	гекто	г	h
101	дека	да	da
10-1	деци	д	d
10-2	санти	с	c
10-3	милли	м	m
10-6	микро	мк
10-9	нано	н	n
10-12	пико	п	p
10-15	фемто	ф	f
10-18	атто	а	a

 

Электрическая величина		Единица измерений
наименование	обозначение	наименова-ние	русское обоз-ние	международное обоз-ние
Сила тока	I	ампер	А	A
Напряжение, ЭДС	U, E	вольт	В	V
Мощность активная	P	ватт	Вт	W
Сопротивление	R	ом	Ом	Ω
Емкость	C	фарада	Ф	F
Индуктивность, взаимная индуктивность	L, M	генри	Гн	H
Частота	f	герц	Гц	Hz
Длина волны	λ	метр	м	m
Фазовый сдвиг	φ	радиан	рад	rad

 

 

Эталоны физических величин

Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерений одной и той же физической величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемых средствам измерений.

Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляются с помощью эталонов.

Эталон представляет собой средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее воспроизведение и хранение единицы физической величины с целью передачи размера единицы образцовым средствам измерений, а от них рабочим средствам измерений.

Эталоны делятся на первичные, вторичные и рабочие.

Первичные эталоны воспроизводят единицы физических величин с наивысшей точностью, достижимой в данной области измерений. Первичные эталоны основных единиц воспроизводят единицу в соответствии с ее определением. Разновидностью первичных эталонов являются специальные эталоны, предназначенные для воспроизведения единиц в установленных особых условиях (сверхвысокие частоты, малые и большие энергии, давления, температуры и т.п.). Первичные и специальные эталоны, официально утвержденные в качестве исходных для страны, называют госу­дарственными, на каждый из них утверждают государственный стандарт.

Вторичные эталоны создаются для организации поверочных работ и обеспечения сохранности и наименьшего износа Государственного эталона. Значение вторичных эталонов устанавливается по первичным эталонам. По своему метрологическому назначению вторичные эталоны делятся на: 1) эталоны-копии; 2) эталоны сравнения; 3) эталоны-свидетели; 4) рабочие эталоны.

Эталон-копия представляет собой вторичный эталон, предназ­наченный для хранения единицы и передачи ее размера рабочим эталонам. Он не всегда может быть физической копией государственного эталона.

Эталон сравнения — вторичный эталон, применяемый для сли­чения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут не­посредственно сличаться друг с другом. Примером эталона сравнения может служить группа нормальных элементов, применяемая для сличения Государственного эталона вольта СССР с эталоном вольта Международного бюро мер и весов.

Эталон-свидетель — вторичный эталон, используемый для про­верки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты. Эталон-свидетель применяется лишь тогда, когда государственный эталон не воспроизводится.

Рабочие эталоны—эталоны 1-го, 2-го, 3-го и 4-го разрядов, применяемые для хранения единицы и передачи ее размера рабочим средствам измерений.

 

 

Погрешности измерений

Погрешность измерения — отклонение измеренного значения величины от её истинного (действительного) значения. Погрешность измерения является характеристикой точностиизмерения.

По форме представления:

Абсолютная погрешность — Δ X {\displaystyle \Delta X} является оценкой абсолютной ошибки измерения. Вычисляется разными способами. Способ вычисления определяется распределением случайной величины Xmeas {\displaystyleX_{\textrm {meas}}} (“meas” от “measured” — измеренное). Соответственно, величина абсолютной погрешности в зависимости от распределения случайной величины X meas {\displaystyle X_{\textrm {meas}}} может быть различной. Если X meas {\displaystyle X_{\textrm {meas}}} — измеренное значение, а X true {\displaystyle X_{\textrm {true}}} — истинное значение, то неравенство Δ X > | X meas − X true | {\displaystyle \Delta X>|X_{\textrm {meas}}-X_{\textrm {true}}|} должно выполняться с некоторой вероятностью, близкой к 1. Если случайная величина X meas {\displaystyle X_{\textrm {meas}}} распределена по нормальному закону, то обычно за абсолютную погрешность принимают её среднеквадратичное отклонение. Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина.

Существует несколько способов записи величины вместе с её абсолютной погрешностью.

Обычно используется запись со знаком ±. Например, рекорд в беге на 100 метров, установленный в 1983 году, равен 9,930±0,005 с.

Для записи величин, измеренных с очень высокой точностью, используется другая запись: цифры, соответствующие погрешности последних цифр мантиссы, дописываются в скобках. Например, измеренное значение постоянной Больцмана равно 1,3806488(13)×10−23 Дж/К, что также можно записать значительно длиннее как 1,3806488×10−23±0,0000013×10−23 Дж/К.

Относительная погрешность измерения — отношение абсолютной погрешности измерения к опорному значению измеряемой величины, в качестве которого может выступать, в частности, её истинное или действительное значение: δ x = Δ x x true {\displaystyle \delta _{x}={\frac {\Delta x}{x_{\textrm {true}}}}} , δ x = Δ x x ¯ {\displaystyle \delta _{x}={\frac {\Delta x}{\bar {x}}}} .

Относительная погрешность является безразмерной величиной; её численное значение может указываться, например, в процентах.

Попричиневозникновения:

Инструментальные / приборные погрешности— погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировкишкалы, ненаглядностью прибора.

Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.

Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другимикачествамиоператора.

По характеру проявления:

Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях.

Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.), неучтёнными экспериментатором.

Систематическую ошибку нельзя устранить повторными измерениями. Её устраняют либо с помощью поправок, либо «улучшением» эксперимента.

Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Обусловлена она нарушениями статистической устойчивости.

Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи).

Надо отметить, что деление погрешностей на случайные и систематические достаточно условно. Например, ошибка округления при определённых условиях может носить характер как случайной, так и систематической ошибки.

Методыизмерений

В соответствии с РМГ 29 -99 метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. В примечании сказано, что метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.

(По ГОСТ 16263 –70:Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений).

· Метод непосредственной оценки;

· Метод сравнения с мерой;

· Нулевой метод измерений;

· Дифференциальный метод измерений;

· Метод измерений замещением;

· Метод измерений дополнением;

· Контактный метод измерений;

· Бесконтактный метод измерений.

 

Средства измерений

Под средством измерений понимается техническое средство (или их комплекс), предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и(или) хранящие единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Классификация средств измерений:

Средства измерений можно классифицировать по следующим основным признакам: тип, вид и метрологическое назначение.

Тип - это совокупность средств измерений, имеющих принципиальную одинаковую схему, конструкцию и изготавливаемых по одним и тем же техническим условиям.

Вид - это совокупность типов средств измерений, предназначенных для измерений какой-либо одной физической величины.

По метрологическому назначению средства измерений подразделяются на рабочие средства измерений, предназначенные для измерений физических величин; метрологические средства измерений, предназначенные для обеспечения единства измерений.

По конструктивному исполнению средства измерений подразделяются на: меры; измерительные приборы; измерительные установки; измерительные системы; измерительные комплексы.

По уровню автоматизации - на неавтоматизированные средства измерений; автоматизированные средства измерений; автоматические средства измерений.

По уровню стандартизации: стандартизованные средства измерений; нестандартизованные средства измерений.

По отношению к измеряемой физической величине:основные средства измерений; вспомогательные средства измерений.

Мера- средство измерений, предназначенное для воспроизведения заданного размера физической величины. Например, набор плоскопараллельных концевых мер длины.

Различают меры однозначные и многозначные.

Однозначная мера воспроизводит физическую величину одного размера (например, концевые меры длины, калибры и т. п.).

Многозначная мера - мера, воспроизводящая физическую величину разных размеров. Например, линейка.

Комплект мерразного размера одной и той же физической величины, необходимый для применения на практике, как в отдельности, так и в различных сочетаниях называется набороммер.

 

---

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 856; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!