Метрологические характеристики технических измерений

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

2.1. Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения metron — мера

2.1. Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения

metron — мера и

lоgos — учение
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Разделы метрологии:
Законодательная метрология
Теоретическая метрология
Практическая (прикладная) метрология
Предметом метрологии является получение качественной или количественной информации о свойствах объектов окружающего мира путем измерения.
Слайд 4

2.1. Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения Объект измерения —

2.1. Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения

Объект измерения — это

реальный объект (тело, вещество, поле, явление, процесс, организм), обладающий некоторой суммой свойств и находящийся в многосторонних и сложных связях с другими объектами.
Субъект измерения (человек, выполняющий измерение) принципиально не может охватить объект целиком, во всем многообразии его свойств и связей.
Принцип измерения — научно описанное явление (или эффект), положенное в основу метода измерения.
Слайд 5

2.1. Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения Метод измерения —

2.1. Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения

Метод измерения — логическая

последовательность операций, описанная в общем виде и применяемая для сравнения конкретного проявления свойства объекта со шкалой измерений этого свойства.
Условия измерения — совокупность влияющих величин, описывающих состояние окружающей среды и средства измерений.
Измерительный эксперимент — это отдельное, однократное измерение, которое часто называют наблюдением.
Слайд 6

2.1. Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения Области и виды

2.1. Основные метрологические термины и определения. Понятие измерения

Области и виды измерений:
Геометрические

измерения
Механические измерения
Измерения расхода, вместимости, уровня, параметров потока.
4. Измерения давления и вакуума.
5. Физико-химические измерения
6. Температурные и теплофизические измерения.
7. Измерения времени и частоты.
8. Электрические и магнитные измерения на постоянном и пе-ременном токе
9. Радиоэлектронные измерения
10. Виброакустические измерения
11. Оптические и оптико-физические измерения
12. Измерения параметров ионизирующих излучений и ядерных констант.
13. Биологические и биомедицинские измерения
Слайд 7

2.2. Виды средств измерения (СИ) Средство измерений — техническое средство, предназначенное

2.2. Виды средств измерения (СИ)

Средство измерений — техническое средство, предназначенное для

измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
Классификация средств измерений
1. По метрологическому назначению:
• образцовые СИ;
• рабочие СИ.
Слайд 8

2.2. Виды средств измерения (СИ) 2. По выполняемым функциям: • измерительные

2.2. Виды средств измерения (СИ)

2. По выполняемым функциям:
• измерительные преобразователи (аналоговые; аналогово-цифровые;

цифро-аналоговые);
• метафизические величины (однозначная; многозначная; набор мер; магазин мер);
• стандартные образцы (стандартный образец свойства; стандартный образец состава);
• средства сравнения;
• измерительные приборы;
• измерительные устройства;
• измерительные цепи и др.
Слайд 9

2.2. Виды средств измерения (СИ) 3. По уровню агрегатирования и автоматизации:

2.2. Виды средств измерения (СИ)

3. По уровню агрегатирования и автоматизации:
• автоматические СИ (измерительные

автоматы, измерительные роботы);
• автоматизированные СИ;
• измерительные установки (поверочные; эталонные; измерительные машины);
• измерительные системы (информационные; контролирующие; управляющие, гибкие и др.);
• измерительно-вычислительные комплексы;
Слайд 10

2.2. Виды средств измерения (СИ) 4. По уровню стандартизации: • стандартизированные

2.2. Виды средств измерения (СИ)

4. По уровню стандартизации:
• стандартизированные СИ;
• узаконенные СИ (государственные эталоны;

рабочие СИ);
• нестандартизированные СИ;
5. По отношению к измеряемой величине:
• основные СИ;
• вспомогательные СИ.
Слайд 11

2.3. Системы и единицы физических величин РМГ 29-99 ; VIM-93. Размер

2.3. Системы и единицы физических величин

РМГ 29-99 ;
VIM-93.
Размер физической величины (размер

величины) — количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу;
Значение физической величины — выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц;
Числовое значение физической величины — отвлеченное число, входящее в значение величины;
Истинное значение физической величины — значение физиче-ской величины, которое идеальным образом характеризует в каче-ственном и количественном отношении соответствующую физическую величину.
Слайд 12

2.3. Системы и единицы физических величин Система физических величин — совокупность

2.3. Системы и единицы физических величин

Система физических величин — совокупность физических

величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимают за независимые, а другие определяют как функции независимых величин.
На базе системы физических величин создают систему единиц физических величин.
V = L/T. (2.1)
Слайд 13

2.3. Системы и единицы физических величин Для создания системы физических величин

2.3. Системы и единицы физических величин

Для создания системы физических величин следует:
1)

выбрать область распространения системы и определить полный набор входящих в систему величин (m штук);
2) составить систему уравнений, включающую все независимые уравнения связи между величинами (n уравнений);
3) определить необходимое число основных величин системы (k штук);
4) определить (выбрать и назначить) конкретные основные ве-личины системы, назначить их размерности;
5) определить размерности производных величин через размер-ности основных, решая независимые уравнения связи между величи-нами.
(k = m – n)
L M T I Θ N J
dim х = Lα Mβ Tγ Iε Θι Nν Jτ, (2.2)
где показатели α, β, γ, ε, ζ и η являются, как правило, небольшими целыми числами, которые могут быть положительными, отрицательными или равными нулю, они называются показателями размерностей.
Слайд 14

2.3. Системы и единицы физических величин Выражение в форме произведения символов

2.3. Системы и единицы физических величин

Выражение в форме произведения символов размерностей,

некоторые из которых возведены в степень, называют также формулой размерности. 
Система единиц физических величин (система единиц) — совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами для заданной системы физических величин.
Схема построения системы единиц физических величин
Система единиц физических величин (физические формулы дольные и кратные множители, правила их применения);
Основные единицы (k = m – n) штук;
Производные единицы;
Система физических величин;
Основные физические величины (k = m – n) штук;
Производные физические величины размерности [L, M, T, I, J, N,...] формула размерности [V] = k ·( LαMβTγIδΘεNζJη );
Физические величины (m штук);
Уравнения связи между величинами (n уравнений).
Слайд 15

2.3. Системы и единицы физических величин Таблица 2.1 — Примеры размерностей

2.3. Системы и единицы физических величин

Таблица 2.1 — Примеры размерностей производных

физических величин в системе LMTIΘNJ
Слайд 16

2.3. Системы и единицы физических величин Размерная физическая величина — физическая

2.3. Системы и единицы физических величин

Размерная физическая величина — физическая величина,

в размерности которой хотя бы одна из основных физических величин возведена в степень, не равную нулю (сила F в системе LMTIΘNJ является размерной величиной: dim F=LMT-2).
Безразмерная физическая величина — физическая величина, в размерность которой основные физические величины входят в степени, равной нулю.

Таблица 2.2 — Основные единицы Международной
системы единиц (SI)

Слайд 17

2.3. Системы и единицы физических величин Международная система единиц имеет ряд

2.3. Системы и единицы физических величин

Международная система единиц имеет ряд достоинств:
универсальность

(обеспечивает ее применение во всех отраслях производства и областях науки);
унификация единиц физических величин;
унификация механизма образования дольных и кратных единиц;
когерентность системы.
Унификация единиц физических величин, например давления, заключается в отказе от таких ранее использовавшихся единиц, как атмосфера физическая, атмосфера техническая, миллиметры водяного столба, миллиметры ртутного столба и др., образующих неоправданное разнообразие единиц.
Когерентной является система, в которой производные единицы получают из основных с коэффициентом в виде неименованной единицы. Например, единица скорости 1 м/с образована делением единицы длины 1 м на единицу времени 1 с; единица давления 1 Па образована делением единицы силы 1 Н на единицу площади 1 м2, которая в свою очередь образована произведением единиц длины 1 м на 1 м.
Слайд 18

2.3. Системы и единицы физических величин Таблица 2.3 — Множители и

2.3. Системы и единицы физических величин

Таблица 2.3 — Множители и приставки

для образования
кратных и дольных единиц SI
Слайд 19

2.4. Метрологические характеристики средств измерений. Градуировка и поверка средств измерений Метрологические

2.4. Метрологические характеристики средств измерений. Градуировка и поверка средств измерений

Метрологические характеристики

средств измерений — это характеристики свойств, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений.
ГОСТ 8.009-84 «ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений»
Все метрологические свойства (характеристики) можно разделить на две группы:
свойства, определяющие область применения СИ;
свойства, определяющие качество измерения.
Диапазон измерений — область значений величины, в пределах которых нормированы допускаемые пределы погрешности.
Слайд 20

2.4. Метрологические характеристики средств измерений. Градуировка и поверка средств измерений Порог

2.4. Метрологические характеристики средств измерений. Градуировка и поверка средств измерений

Порог чувствительности

— наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала.
Класс точности СИ — обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.
Градуировкой называется процесс нанесения отметок на шкалы средств измерений, а также определение значений измеряемой величины, соответствующих уже нанесенным отметкам для составления градуировочных кривых или таблиц.
Слайд 21

2.4. Метрологические характеристики средств измерений. Градуировка и поверка средств измерений Различают

2.4. Метрологические характеристики средств измерений. Градуировка и поверка средств измерений

Различают следующие

способы градуировки.
Использование типовых шкал.
Индивидуальная градуировка шкал.
Градуировка условной шкалы.
Калибровка (поверка) средств измерений — это комплекс действий и операций, определяющих и подтверждающих настоящие (действительные) значения метрологических характеристик и (или) пригодность средств измерений, не подвергающихся государственному метрологическому контролю.
Выделяют четыре метода поверки (калибровки) средств измерений:
1) метод непосредственного сравнения с эталоном;
2) метод сличения при помощи компьютера;
3) метод прямых измерений величины;
4) метод косвенных измерений величины.
Слайд 22

2.4. Метрологические характеристики средств измерений. Градуировка и поверка средств измерений Поверочные

2.4. Метрологические характеристики средств измерений. Градуировка и поверка средств измерений

Поверочные схемы

— это нормативный документ, в котором утверждается соподчинение средств измерений, принимающих участие в процессе передачи размера единицы измерений физической величины от эталона к рабочим средствам измерений посредством определенных методов и с указанием погрешности.
Государственные поверочные схемы устанавливаются и действуют для всех средств измерений определенного вида, использующихся в пределах страны.
Ведомственные поверочные схемы устанавливаются и действуют на средства измерений данной физической величины, подлежащие ведомственной поверке.
Локальные поверочные схемы используются метрологическими службами министерств и действуют также и для средств измерений предприятий, им подчиненных.