Основные термины, применяемые в метрологии (стр. 1 )

Основные термины, применяемые в метрологии.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

К основным направлениям метрологии относятся:

-общая теория измерений;

-единицы физических величин и их системы;

-методы и средства измерений;

- методы определения точности измерений;

- основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений;

- эталоны и образцовые средства измерений;

-методы передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

Физическая величина – свойство, присущее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Измерение – это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью имеющихся технических средств, т. е. процесс экспериментального сравнения данной физической величины с одноименной физической величиной, значение которой принято за единицу.

Единица физической величины – это физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице.

Единство измерений – это состояние измерений, при которых их результаты выражены в узаконенных единицах, и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Средства измерений – это технические средства, используемые при измерении и имеющие нормированные метрологические свойства. Средства измерений делятся на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки и вспомогательные средства измерений.

Мера – это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера.

Измерительный прибор – это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы могут быть: аналоговыми, цифровыми, показывающими и регистрирующими.

Измерительный преобразователь – это средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Существуют различные типы преобразователей:

- первичный – первый в измерительной цепи, к нему непосредственно подводится измеряемая величина;

- передающий – служит для дистанционной передачи сигнала измерительной информации;

-масштабный – служит для изменения измеряемой величины в заданное число раз.

Вспомогательные средства измерения – это средства измерения величин, влияющее на метрологические свойства другого средства измерения при его применении.

Измерительная установка – это совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте.

Измерительная система – это совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации удобной для непосредственной автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.

Классификация средств измерений.

Классификация осуществляется на основе характера зависимости измеряемой величины от времени, условий, определяющих точность измерения, и способов выражения этих результатов.

По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения средства измерений могут быть разделены на статические ( измеряемая величина постоянная) и динамические ( измеряемая величина может изменяться).

По способу получения результата - на прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.

Прямые измерения – искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных, при этом измеряемую величину сравнивают с мерой измерительными приборами, градуированными в требуемых единицах.

Косвенные измерения – искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, когда искомую величину сложно измерить прямым измерением.

Совокупные измерения – одновременно измеряют несколько одноименных величин и искомые значения величин находят, решая систему уравнений, полученных при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

Совместные измерения – производимые одновременно измерения двух или нескольких одноименных величин для нахождения зависимости между ними.

По способу выражения результатов измерения – на абсолютные и относительные измерения.

Абсолютное измерение – основано на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и использовании значений физических констант.

Относительные измерения – измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

По используемому методу измерения т. е. по совокупности приемов и использования принципов и средств измерений .

Метод непосредственной оценки – значение величины непосредственно определяют по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Метод сравнения с мерой – измеряемую величину сравнивают с воспроизводимой мерой. Этот метод имеет следующие модификации:

противопоставление – измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами;

дифференциальный метод – на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой;

нулевой метод – результирующий эффект воздействия величин на прибор доводят до нуля;

метод замещения – измеряемую величину замещают известной, воспроизводимой мерой;

метод совпадения – разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов.

Основные характеристики измерений.

1.   Принцип измерений – это физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерения.

2.   Погрешность измерения – отклонение измеряемого значения физической величины от истинного значения.

3.   Точность измерений – качество измерений, отображающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

4.   Правильность измерений – качество измерений, отображающее близость к нулю систематических погрешностей результатов измерений.

5.   Достоверность измерений – степень доверия к результатам измерения. Измерения, для которых известны вероятностные характеристики отклонения результатов от истинного значения, относится к достоверным.

6.   Сходимость измерения – качество измерения отображающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.

7.   Воспроизводимость измерения – качество измерения, отображающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в разных условиях.

Погрешности измерений.

Оценка достоверности измерений – основная задача метрологии.

По способу числового выражения различают абсолютные и относительные погрешности.

В зависимости от источника возникновения могут быть инструментальные, методические и субъективные погрешности. Инструментальная погрешность обуславливается погрешностью средств измерения. Методическая возникает из-за несовершенства разработки теории явлений, положенных в основу метода измерений, из-за неточности соотношений, используемых для нахождения оценки измеряемой величины, а так же из-за несоответствия измеряемой величины ее модели.

По закономерности проявления – случайные и систематические погрешности. Систематические погрешности измерения (c)- составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянно или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. Случайная погрешность измерения ()-составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Грубые погрешности измерений- случайные погрешности измерений, существенно превышающие ожидаемые при данных условиях погрешности.

Погрешности средств измерения.

Инструментальной погрешностью измерения называется составляющая погрешности измерений, обусловленная свойствами применяемых средств измерения.

Согласно ГОСТ 8.0009-84 различают четыре составляющих погрешности средств измерений:

1.   Основная;

2.   Дополнительная;

3.   Динамическая;

4.   Обусловленная взаимодействием средств измерения и объекта измерения.

Основная погрешность – обусловлена неидеальностью собственных средств измерения и показывает отличие действительной функции преобразования средств измерения в нормальных условиях от номинальной функции преобразования.

По способу числового выражения основной погрешности различают: абсолютную, относительную и приведенную погрешности.

Абсолютная погрешность измерительного прибора - это разность между показаниями прибора Х и истинными значениями А измеряемой величины:

Относительная погрешность измерительного прибора - это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины, взятое в %

Относительная погрешность существенно изменяется вдоль шкалы аналогового прибора. С уменьшением значений измеряемой величины относительная погрешность увеличивается.

Приведенная погрешность измерительного прибора - это отношение абсолютной погрешности к нормированному значению XN, взятое в %.