Классификация средств измерений

Лекция 8

Классификация средств измерений

Измерительные установки и системы

Измерительная установка – Совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте.

Примечания

1 Измерительную установку, применяемую для поверки, называют поверочной установкой.

Измерительную установку, входящую в состав эталона, называют эталонной установкой.

2 Некоторые большие измерительные установки называют измерительными машинами.

Примеры

1 Установка для измерений удельного сопротивления электротехнических материалов.

2 Установка для испытаний магнитных материалов

Измерительная система - совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях.

Примеры

1 Измерительная система теплоэлектростанции, позволяющая получать измерительную информацию о ряде физических величин в разных энергоблоках. Она может содержать сотни измерительных каналов.

2 Радионавигационная система для определения местоположения различных объектов, состоящая из ряда измерительно-вычислительных комплексов, разнесенных в пространстве на значительное расстояние друг от друга

Измерительные принадлежности – вспомогательные средства, служащие для обеспечения необходимых условий для выполнения измерений с требуемой точностью.

Примеры:

1 Термостат.

2 Барокамера.

3 Специальные противовибрационные фундаменты.

4 Устройства, экранирующие влияние электромагнитных полей.

5 Тренога для установки прибора по уровню

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ПО МЕТРОЛОГИЧЕСКОМУ НАЗНАЧЕНИЮ

По метрологическому назначению средства измерения подразделяются на рабочие средства и эталоны.

Рабочее средство измерений – средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений

эталон единицы величины – техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.

Международный эталон – талон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для

согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Пример

Международный прототип килограмма, хранимый в МБМВ, утвержден 1-й Генеральной

конференцией по мерам и весам (ГКМВ)

Первичный эталон ‑ эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

Согласно статье 2, п. 4 федерального закона от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ государственный первичный эталон единицы величины – Государственный эталон единицы величины,

обеспечивающий воспроизведение, хранение и передачу единицы величины с наивысшей в Российской Федерации точностью, утверждаемый в этом качестве в установленном порядке и применяемый в качестве исходного на территории Российской Федерации.

Схема классификаций эталонов:

Среди первичных эталонов выделяют специальные эталоны, предназначенные для воспроизведения единиц величин в особых условиях, например, при высокой температуре, высоких давлениях и т. п.

Вторичный эталон – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.

Эталон-копия, эталон-свидетель, рабочий эталон 1-го разряда, эталон сравнения являются вторичными эталонами.

Эталон-копия – вторичный эталон, предназначенный для передачи размеров единиц рабочим эталонам

Эталон-свидетель – вторичный эталон, предназначенный для проверки сохранности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты (для невоспроизводимых эталонов, например для килограмма).

Эталон сравнения – вторичный эталон, применяемый для сличения эталонов, которые не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Рабочий эталон – эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Примечания

1 Термин рабочий эталон заменил собой термин образцовое средство измерений (ОСИ), что сделано в целях упорядочения терминологии и приближения ее к международной.

2 При необходимости рабочие эталоны подразделяют на разряды (1-й, 2-й, ..., n-й), как это было принято для ОСИ. В этом случае передачу размера единицы осуществляют через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. При этом от последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передают рабочему средству измерений.

Теперь поговорим о погрешностях средств измерения.

Погрешности средств измерений. Классы точности средств измерений.

Инструментальная погрешность измерения понимается, как составляющая систематической погрешности. Более точный анализ показывает, что средство измерений может быть источником как систематической общей погрешности, так и случайной.

Дадим определение терминам:

Погрешность средства измерений – разность между показанием средства измерений и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины.

Примечания

1 Для меры показанием является ее номинальное значение.

2 Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением.

3 Приведенное определение понятия "погрешность средства измерений" соответствует определению, данному VIM-93 [1], и не противоречит формулировкам, принятым в отечественной метрологической литературе. Однако признать его удовлетворительным нельзя, так как по сути оно не отличается от определения понятия "погрешность измерений", поэтому необходима дальнейшая работа по усовершенствованию определения этого понятия.

Погрешность меры – разность между номинальным значением меры и действительным значением воспроизводимой ею величины.

Составляющими погрешности средств измерения являются:

1. Инструментальная погрешность

2. Погрешность метода измерений

3. Погрешность из-за изменений условий измерений

4. Субъективная погрешность

5. Неисключенная систематическая погрешность.

Классификация погрешностей средств измерения осуществляется во многом аналогично погрешностям результата измерений:

1.  По форме представления (относительная, абсолютная, приведённая).

2.  По отношению к повторным измерениям (систематическая, случайная).

Замечание.

Погрешностей средств измерения: для данного экземпляра средств измерения системная погрешность постоянная (или закономерно изменяющаяся), но для ансамбля приборов она случайна. То есть для каждого прибора она своя, но может изменяться от экземпляра к экземпляру случайным образом.

Схема классификации средств измерения по форме представления:

На следующей лекции мы дадим определение использованным выше терминам и продолжим говорить о погрешностях средств измерения.