Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя (стр. 4 )

Вид контроля	Цель и содержание задания	Рекомендуемая литература	Продол жительность выполнения	Формы контроля	Срок сдачи
Выполнение практических заданий	Выработка практических навыков применения теоретических знаний	Весь перечень литературы	1-15 недели	Текущий	1-15 недели
Выполнение заданий по СРСП и СРС	Работа с нормативной, справочной и учебной литературой	Весь перечень литературы	1-14 недели	Рубежный	7 и 14 недели
Контрольная работа	Контроль усвоения отдельных тем дисциплины	Весь перечень литературы	2 контактных часа	Рубежный	7 и 14 недели
Курсовая работа	Закрепление теоретических знаний	Весь перечень литературы	1-15 недели	Итоговый	В период сессии

3 Конспект лекций

Раздел 1 Метрология

Тема 1 Сущность и содержание метрологии. Метрология – наука об измерениях. Виды измерений. Физические величины как объект измерений. Международная система единиц физических величин. (1 час)

План лекций:

1. Метрология – наука об измерениях.

2. Виды измерений.

3. Физические величины как объект измерений.

4. Международная система единиц физических величин

Для поддержания заданного режима технологического процесса, оценки качества продукции необходимо иметь точную количественную информацию. Получить ее можно только с помощью измерений. В строительстве необходимо измерять самые разнообразные величины: линейно-угловые, механические, физико-химические, тепловые, акустические, оптические и т. п. Для измерения этих величин строительная индустрия должна быть оснащена стандартизованными методами и средствами измерений. Теорией и практикой измерений занимается метрология.

Метрологией называют науку об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Единство измерений предполагает представление результатов измерений в узаконенных единицах, при этом погрешности измерений известны с заданной точностью. Обеспечение единства измерений в стране, создание эталонов и новых методов измерений возложено на Государственную метрологическую службу, находящуюся в ведении Госстандарта. Метрология имеет большое значение для стандартизации и унификации технологических процессов и изделий. В метрологии употребляется ряд специальных терминов.

В зависимости от предмета различают три раздела метрологии: теоретическая (фундаментальная), законодательная и практическая (прикладная) метрология.

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 необходимой точности измерений в интересах общества.

Измерение - нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Основное уравнение измерения имеет вид

Q = qU ,

где Q - значение физической величины;

q - числовое значение величины в принятых единицах;

U - единица физической величины.

В ходе эксперимента получают измеренное значение величины, т. е. значение величины, приближенно соответствующее ее истинному размеру (т. е. истинному значению величины).

Эталоном единицы измерения называют меру или измерительный прибор, предназначенные для воспроизведения физической величины в общегосударственном или международном масштабе. Существуют эталоны килограмма, ампера, секунды и т. п. (более ста первичных и специальных

эталонов).

Рабочее средство измерений - мера или измерительный прибор, предназначенные для проведения технических измерений.

Стандартный образец - это мера для воспроизведения единиц величин, характеризующих свойства или состав вещества и материалов. Стандартный образец представляет собой средство измерения в виде вещества (материала), состав или свойство которого достоверно установлены при аттестации. Их используют для градуировки, аттестации и поверки средств измерений, контроля правильности результатов измерений. Различают стандартные образцы состава и стандартные образцы свойств, причем последние выполняют роль мер. Так для поверки дилатометров (приборы, замеряющие температурные деформации материалов) используют стандартные образцы свойств в виде образцовых мер из сверхчистой меди (для температур от -100 до +100 0С), кварца кристаллического (t=20-500 0С), корунда (температуры ниже 900 0С).

Точностью измерения называют степень приближения результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. (Исходя из этого определения, выражение “точность измерения длины равна 0,5 % ” – неверно; правильно сказать - “погрешность измерения не превышает 0,5 % ”).

Погрешность измерения - это алгебраическая разность между полученным при измерении и истинным значением измеряемой величины. Погрешности вызываются несовершенством приборов и методов измерений, непостоянством условий наблюдений и т. п.

Погрешность измерения

δ = x − X (22)

где x - измеренное значение величины;

X - истинное значение величины.

Истинное значение измеряемой величины всегда остается неизвестным из-за отсутствия идеальных методов и средств измерения, поэтому на практике вместо истинного значения применяют результат измерения, полученный с помощью более точных методов и средств и называемый действительным значением. Таким образом, и значение δ определяется с некоторым приближением к истинному. Погрешность измерения может выражаться в единицах измеряемой

величины (абсолютная погрешность) либо в долях, процентах от ее значения (относительная погрешность). Погрешность мер и приборов определяют путем их поверки.

Поверка - совокупность действий с целью оценки погрешностей мер и измерительных приборов.

Тема 2. Средства измерений. Виды средств измерений.

Эталоны, их классификация. Перспективы развития эталонов.

Ответственность за нарушение законодательства по метрологии (1 час)

План лекций:

1. Средства измерений. Виды средств измерений.

2.Эталоны, их классификация. Перспективы развития эталонов.

3.Ответственность за нарушение законодательства по метрологии.

Исторически можно обозначить четыре крупных этапа развития системы измерений.

На первом этапе, в древнейшие времена, использовались, в основном, естественные меры измерений. Так, расстояния, как уже отмечалось, измеряли шагами, ступнями, локтями и т. п., для измерений объемов жидкостей и сыпучих

тел использовали естественные емкости – пригоршни, лунки, ямы и др.

Второй этап характеризуется созданием национальных систем мер, как бы упорядочивших естественные меры.

На третьем этапе в результате развития науки были созданы основы современных систем измерений, в том числе первая международная метрическая система. Впервые она была введена во Франции 26 марта 1791 года по предложению Парижской Академии наук. В 1875 году была подписана международная метрическая Конвенция 17 странами.

Четвертый этап характеризуется бурным развитием науки и техники, появлением точных и стабильных эталонов на базе волновых параметров. Создаются точные электронные измерительные приборы, компьютерные измерительные системы. Развивается теория измерений, статистические методы обработки результатов и т. п.

С 1960 года под эгидой ООН была принята новая международная система мер СИ (Systeme International),которая в настоящее время действует практически во всех развитых странах мира.

Метрическая система:

мера длины – метр (м);

мера массы – килограмм (кг), тонна (т);

мера времени – с;

мера силы – килограмм-сила (кгс), 1 кгс=1кг⋅9,81м/сP2P;

тонна-сила (тс) 1 тс=1000кгс.

Соответственно для строительных расчетов использовались производные единицы:

мера давления – тс/мP2P;

мера напряжения в материале конструкции – кгс/смP2P.

Система СИ:

мера длины – метр (м);

мера массы – килограмм (кг);

мера времени – секунда (с);

мера силы – ньютон (Н) = 1кг⋅1м/сP2P,

килоньютон (кН) = 1000Н.

Производные единицы в механике:

Мера давления и напряжения – Паскаль (Па); 1Па=1Н/1мP2P;

Мегапаскаль (МПа) = 10P6PП;

Энергия, работа – джоуль (Дж) = 1Н⋅1м.

Поскольку система СИ не полностью вытеснила метрическую и зачастую в инженерных расчетах используется последняя, полезно привести основные соотношения между единицами силы, давления и напряжения в материале метрическими и по системе СИ:

1 кг с = 9,81 Н;

1 т с = 9810 Н = 9,81 кН;

P = 9810 Па = 0,00981 МПа ≈ 0,01 МПа;

Тема 3. Государственная метрологическая служба в Республике Казахстан. Государственный метрологический надзор в транспортном строительстве. Калибровка и поверка средств измерений. Обработка результатов измерений (1 час)

План лекции:

1 Государственная метрологическая служба в Республике Казахстан.

2 Государственный метрологический надзор в транспортном строительстве.

3 Калибровка и поверка средств измерений.

4 Обработка результатов измерений

Метрологическая служба Республики Казахстан состоит из:

·  государственной метрологической службы;

·  государственных служб времени и частоты; стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов;