Введение

Данное учебное пособие содержит краткие теоретические сведения по основным разделам метрологии : международная система единиц, погрешности результатов и средств измерений, случайные погрешности и обработка результатов измерения, оценка погрешности косвенных измерений, методы нормирования погрешностей средств измерений.

Приводятся основные определения и формулы, необходимые для решения задач. Типовые задачи снабжены пояснениями и развернутыми решениями; остальные задачи снабжены ответами для контроля правильности решения. Все физические величины задаются в международной системе единиц (СИ).

При решении задач необходимо выписывать формулы в буквенном выражении, подставлять в них числовые значения и после вычислений привести окончательный результат с указанием погрешности и единиц измерения.

Учебное пособие предназначено для проведения практических занятий по курсу «Метрология» и других дисциплин, содержащих разделы метрологического обеспечения.

1. Международная система единиц (СИ)

1.1. Основные сведения

С 1 января 1982 года в нашей стране введен в действие ГОСТ 8.417-81 «ГСИ. Единицы физических величин», в соответствии с которым осуществлен переход на Международную систему единиц (СИ) во всех областях науки, техники, народного хозяйства, а также в учебном процессе во всех учебных заведениях.

Международная система СИ содержит семь основных единиц для измерения следующих величин:

Длинна: метр (м),

Масса: килограмм (кг),

Время: секунда (с),

Сила электрического тока: ампер (А),

Термодинамическая температура: кельвин (К),

Сила света: кандела (кд),

Количество вещества: моль (моль).

Производные единицы системы СИ (в количестве более 130) образуются с помощью простейших уравнений между величинами (определяющих уравнений), в которых числовые коэффициенты равны единице. Наряду с основными и производными единицами система СИ допускает использование десятичных кратных и дольных единиц, образованных умножением исходных единиц СИ на число 10 n , где n может быть положительным или отрицательным целым числом.

1.2. Задачи и примеры

1.2.1. Как выразится единица электрического напряжения (вольт, В) через основные единицы системы СИ?

Решение. Воспользуемся следующим уравнением для напряжения , где Р - мощность, выделяющаяся на участке цепи при протекании в ней тока I . Следовательно, 1 В - это электрическое напряжение, вызывающее в электрической цепи постоянный ток силой в 1 А при мощности в 1 Вт. Дальнейшие преобразования:

Таким образом получим соотношение, в котором все величины выражаются через основные единицы системы СИ. Следовательно, .

1.2.2. Как выражается единица электрической емкости (фарад, Ф) через основные единицы системы СИ?

Ответ: p>

1.2.3. Как выражается единица электрической проводимости (сименс, См) через основные единицы системы СИ?

1.2.4. Как выражается единица измерения удельного электрического сопротивления () через основные единицы системы СИ?

1.2.5. Как выражается единица измерения электрической индуктивности (генри, Гн) через основные единицы системы СИ?

где - остаточная погршеность.

Средняя квадратическая погрешность среднего арифметического

Оценки , , называются точечными.

На практике обычно используются интервальные оценки в виде доверительной вероятности и доверительных границ погрешности (доверительного интервала). Для нормального закона доверительная вероятность P(t) определяется с помощью интеграла вероятности Ф(t) (4.11) (функция табулизирована)

где - кратность случайной погрешности, - доверительный интервал.

Зная доверительные границы и , можно определить доверительную вероятность

Если доверительные границы и симметричны, т.е. , то и .

При малом числе измерений в ряде () используется распределение Стьюдента .

Плотность вероятности зависит от значения случайной погрешности и числа измерений в ряде n , т.е. . Доверительные границы Е в этом случае определяются

где - коэффициент Стьюдента (определяется из таблицы III приложения).

Доверительная граница и доверительная вероятность также зависит от числа измерений.

4.1.5. При статистической обработке результатов наблюдений выполняются следующие операции.

1. Исключение систематических погрешностей, введение поправок.

2. Вычисление среднего арифметического исправленных результатов наблюдений, которое принимается за оценку истинного значения измеряемой величины (формула 4.8).

3. Вычисление оценки СКП измерений () и среднего арифметического измерения () (формулы 4.9, 4.10).

4. Проверка гипотезы о нормальности распределения результатов наблюдений.

5. Вычисление доверительных границ случайной погрешности результата измерения при доверительной вероятности 0,95 или 0,99 (формула 4.14).

6. Определение границ неисключенной систематической погрешности результата измерений.

7. Вычисление доверительных границ погрешности результата измерения.

8. Запись результата измерений.

4.1.6. Проверка гипотезы о нормальности распределения осуществляется по критерию (Пирсона) или (Мизеса-Смирнова), если ; по составному критерию, если . При нормальность распределения не проверяется.

Если результаты наблюдений распределены нормально, то определяется наличие промахов. В таблице IV приложения указаны предельные значения коэффициента для различных значений теоретической вероятности появления большой ошибки, которую обычно называют уровнем значимости , при определенном объеме выборки. Процедура обнаружения промахов заключается в следующем. Строится вариационный ряд из результатов наблюдений . Определяется среднее арифметическое выборки () и СКП выборки (). Затем вычисляют коэффициенты

Полученные значения и сравнивают с для заданного уровня значимости q при заданном объеме выборки. Если или , то данный результат является промахом и должен быть отброшен.

4.1.7. Проверка согласия экспериментального распределения нормальному с помощью составного критерия осуществляется следующим образом. Выбирается уровень значимости q в пределах от 0,02 до 0,1.

Критерий 1. Производится сравнение вычисляемой по опытным данным величины d с теоретическими точками распределения и (приведены в таблице V приложения) и соответствующие нормальному закону распределения при заданном уровне значимости q 1 критерия 1.

Вычисление величины d производится по формуле:

Гипотеза о принадлежности данного ряда результатов наблюдений к нормальному закону распределений верна, если вычисленная величина d лежит в пределах

Критерий 2. Оценка по критерию 2 заключается в определении числа отклонений m э экспериментальных значений t э i от теоретического значения t т для заданного уровня значимости q 2 . Для этого при заданных q 2 и n находится параметр по данным из таблицы VI приложения.

параметра по формуле (4.18)

Вычисленное значение сравнивается с теоретическим значением и подсчитывается число отклонений , для которых удовлетворяется неравенство . Значение сравнивается с теоретическим числом отклонений , которое находится из таблицы VI приложения. Если , то распределение данного ряда наблюдений не противоречит нормальному.

Если соблюдаются оба критерия, то данный ряд подчиняется нормальному распределению. При этом уровень значимости составного критерия принимается равным .

4.1.8. Определение границ неисключенной систематической погрешности осуществляется по формуле:

где - граница i -й неисключенной систематической погрешности; - коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью; при Р = 0,95 = 1,1.

В качестве границ неисключенной систематической погрешности можно принимать пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей средств измерений.

4.1.9. При вычислении доверительной границы погрешности результата определяют отношение . Если , то пренебрегают случайной погрешностью и принимают, что . Если , то границу погрешности находят путем суммирования случайных и неисключенных систематических погрешностей, рассматриваемых как случайные величины:

где К - коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической погрешности;

Оценка СКП среднего арифметического.

Границы случайной и систематической погрешностей нужно выбирать при одной и той же доверительной вероятности.

4.1.10. Результат измерения записывается в виде .

4.2. Задачи и примеры

4.2.1. Погрешность результата измерения напряжения распределена равномерно в интервале от В до В.

Найдите систематическую погрешность результата измерения, среднюю квадратическую погрешность и вероятность того, что погрешность результата измерения лежит в пределах от В до В (рис. 4.1).

Решение. Систематическая погрешность равна математическому ожиданию, которое для равномерного закона распределения определяется формулами (4.1, 4.5).

Средняя квадратическая погрешность определяется формулами (4.2, 4.3, 4.5).

Вероятность попадания погрешности в заданный интервал определяется из соотношения (4.4).

где - высота закона распределений.

Следовательно, .

4.2.2. Погрешность результата измерения тока распределена равномерно с параметрами мА, мА. Определите границы интервала погрешности и (рис. 4.1).

Ответ: мА; мА.

4.2.3. Погрешность результата измерения напряжения распределена по равномерному закону с параметрами с = 0,25 1/В, мВ. Определите границы интервала погрешности и (рис. 4.1).

Ответ: В; В.

4.2.4. Погрешность результата измерения тока распределена равномерно в интервале от мА; мА. Найдите систематическую погрешность результата измерения , среднюю квадратическую погрешность и вероятность Р того, что погрешность результата измерения лежит в диапазоне от мА до мА.

Ответ: мА; мА; Р = 0,5.

4.2.5. Погрешность измерения мощности распределена по треугольному закону в интервале от Вт до Вт. Найдите систематическую погрешность результата измерения , среднюю квадратическую погрешность и вероятность Р того, что погрешность результата измерения лежит в пределах от до Вт. (формулы 4.4, 4.6).

Ответ: ; Вт; Р = 0,28.

4.2.6. Для закона распределения погрешностей измерения напряжения, показанного на рис. 4.2, определите систематическую погрешность , среднюю квадратическую погрешность , если В. Найдите вероятность Р того, что погрешность результата измерения лежит в пределах от до Вт.

Ответ: В; В; Р = 0,25.Р мВт. Систематическая погрешность. Гц, равна (1- мА,

2. при наличии систематической погрешности воспользуемся формулой (4.12)

Следовательно, вероятность выхода погрешности за границы доверительного интервала:

1. q = 1 - 0,988 = 0,012; 2. q = 1 - 0,894 = 0,106.

4.2.19. Погрешность измерения сопротивления распределена по нормальному закону, причем средняя квадратическая погрешность Ом. Найдите вероятность того, что результат измерения сопротивления отличается от истинного значения сопротивления не более чем на 0,07 Ом, если:

1. Систематическая погрешность ;

2. Систематическая погрешность Ом.

Ответ: Р 1 = 0,92; Р 2 = 0,882.

4.2.20. Погрешность результата измерения напряжения распределена по нормальному закону со средней квадратической погрешностью мВ. Доверительные границы погрешности 4.2.22. Запишите закон распределения погрешностей, получаемый при суммировании пяти независимых составляющих с параметрами: математическое ожидание

Решение. Переведем значения границ доверительного интервала в абсолютные значения кГц или кГц. Доверительная вероятност

1.1. Определение метрологии.

1.2. Определение измерения.

1.3. Виды средств измерений.

1.4. Виды и методы измерений.

1.5. Точность измерений.

1.6. Представление результатов измерений.

1.7. Правила округления.

1.8. Единство измерений.

1.9. Заключение по разделу.

2. Оценка погрешностей измерений по заданным метрологическим характеристикам средств измерений.

2.1. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

2.1.1. Назначение Н.М.Х.

2.1.2. Номенклатура Н.М.Х., принятых в настоящее время.

2.1.2.1. Н.М.Х., необходимые для определения результата измерения.

2.1.2.2. Н.М.Х., необходимые для определения погрешности измерения.

2.1.3. Тенденция развития комплексов Н.М.Х.

2.2. Оценки погрешностей прямых измерений с однократными наблюдениями.

2.2.1. Составляющие погрешности измерения.

2.2.2. Суммирование составляющих погрешности измерения.

2.2.3. Примеры оценки погрешности прямых измерений.

2.3. Оценка погрешностей косвенных измерений.

2.3.1. Составляющие погрешностей косвенных измерений.

2.3.2. Суммирование погрешностей.

2.3.3. Примеры оценки погрешностей прямых измерений.

2.4. Оценка погрешностей косвенных измерений.

2.4.1. Составляющие погрешностей косвенных измерений.

2.4.2. Суммирование погрешностей прямых измерений

2.4.3. Примеры оценки погрешности косвенных измерений.

3. Способы снижения погрешностей измерений.

3.1. Способы снижения влияния случайных погрешностей.

3.1.1. Многократные наблюдения при прямых измерениях.

3.1.2. Многократные наблюдения при косвенных измерениях.

3.1.3. Сглаживание экспериментальных зависимостей по методу наименьших квадратов, при совместных измерениях.

3.2. Способы снижения влияния систематических погрешностей.

4. Стандартизация.

Основы метрологии и стандартизация.

Тюрин Н.И. Введение в метрологию. - М.: Издательство стандартов, 1976.

1. Основные понятия метрологии.

Метрология ср.: биология, геология, метереология.

Логос - слово, отношение (логометр).

«Логия» - наука о...

Метрология метро? метро - метрополитен (франц.) - буквально: столичный (1863 - Лондон; 1868 - Нью - Йорк; 1900 - Париж; 1935 - Москва)

Метро полис - метрополий, главный город.

Метрдотель - метрдотель, главный, первый - соотношение, мера главенства.

Метр - мера длины, но: метрология гораздо старше метра; метр «родился» в 1790 г., метр - от греческого -мера .

Метрология - учение о мерах (старинный словарь).

«Русская метрология или таблица сравнения русских мер, весов и монет с французскими».

Линейные и погонные меры:

1 вершок=4.445см;

1 аршин=16вершков=28 дюймов - трубы

1 сажень=3 аршина;

1 верста=500 саженей

Меры вместимости:

1 бочка=40 вёдер;

1 ведро= 10 кружек (штофов);

1 кружка=10 чарок=2 бутыли=20 шкаликов=1.229 л

Меры веса:

1 пуд=40 фунтов=16.380 кг;

1 фунт=32 лота;

1 лот=3 золотника;

1 золотник=96 долей=4.266 г.

«Мал золотник, да дорог».

1 фунт медицинского веса=12 унций=96 драхам=288 =5760гранов=84 золотника.

Скрупулёзно: ни грана.

Монеты:

1 империал=10 рублей (золотом);

Серебро: рублёвик, полтинник, четвертак, двугривенник, гривенник, пятак.

Медь: трикопеечник, грош (2 коп.), 1 копейка=2 денежки=4 полушки.

Полюбил богатый - бедную,

Полюбил учёный - глупую,

Полюбил румяный - бледную,

Золотой - полушку медную...

М. Цветаева.

Речь идёт о понятиях, как меры длины, меры вместимости, меры веса...

Соответственно существует понятие длины; вместимости, или на современном языке - объёма; веса, или, как мы теперь знаем, лучше сказать массы, температуры и т. д.

Как все эти понятия объединить?

Теперь мы говорим, что всё это - физические величины.

Как определить, что же такое физическая величина? Как дают определения в такой точной науке, как, например, математика? Например, в геометрии. Что такое равнобедренный треугольник? Нужно в иерархической лестнице понятий найти вышестоящее, какое же понятие стоит над понятием физическая величина? Вышестоящим понятием является свойство объекта.

Длина, цвет, запах, вкус, масса - это разные свойства объекта, но не все они - физические величины. Длина, масса - физические величины, а цвет, запах - нет. Почему? В чём разница этих свойств?

Длина, масса - это то, что мы умеем измерять. Можно измерять длину стола и выяснить, что она составляет столько-то метров. Но нельзя измерить запах, т.к. для него ещё не установлены единицы измерения. Однако запахи можно сравнивать: этот цветок пахнет сильнее, чем этот, т.е. к запаху применимо понятие больше - меньше .

Сравнение свойств объектов по типу больше - меньше - это некая более примитивная процедура по сравнению с измерением чего-нибудь. Но это тоже способ познания. Существует альтернативное представление, когда все параметры и отношения предметов и явлений обозначают как три класса физических величин.

К первому классу физических величин относят :

величины, на количестве размеров которых, твёрже, мягче, холоднее и т.п. Твёрдость (способность оказывать сопротивление проникновению), температура как степень нагретости тела, сила землетрясения.

Второй вид: отношения порядка и эквивалентностине только между размерами величин, но и между разностями в парах их размеров. Время, потенциал, энергия, температура, связанная со шкалой термометра.

Третий вид: аддитивные физические величины.

Аддитивными физическими величинами называются величины, на множестве размеров которых определены не только отношения порядка и эквивалентности, но и операции сложения и вычитания.

Операция считается определённой , если её результат тоже является размером той же физической величины и существует способ её технической реализации. Например: длина, масса, термодинамическая температура, сила тока, ЭДС, электрическое сопротивление.

Как воспринимает мир ребёнок? Сначала он, конечно, измерить ничего не умеет. На первом этапе у него формируются понятия больше - меньше. Затем наступает этап, ближе стоящий к измерению - это счёт предметов, событий и т.п. Здесь уже есть нечто общее с измерением. Что же? То, что результатом счёта и измерения является число. Не соотношения типа больше - меньше, а число. Чем же отличаются эти числа, т.е. число как результат счёта и число, как результат измерения?

Результат измерения - именованное число, например 215м. Само число 2.15 выражает сколько единиц измерения длины содержится в данной длине стола или другого предмета. А результат счёта 38 штук - чего-нибудь. Счёт - это счёт, а измерение - это измерение.

Так идёт процесс развития познания мира у ребёнка, так же или примерно так шло развитие первобытного человека, т.е. на первом этапе сравнения вещей по типу больше - меньше, потом - счёт.

Потом наступает следующий этап, когда хочется выразить в виде числа что-то такое, что не поддаётся штучному счёту - объём жидкости, площадь участка земли и т.д., т.е. нечто непрерывное, а не дискретное.

Итак, измеряют различные физические величины, причём физическая величина - это свойство объекта, в качественном отношении общее для многих объектов, а в количественном отношении индивидуальное для каждого данного объекта.

Много ли существует физических величин? С развитием человеческого общества их перечень постоянно увеличивается. Вначале были только длина, площадь, объём, пространственные величины и время, потом добавились механические - масса, сила, давление и др., тепловые - температура и др. В прошлом веке добавились электрические и магнитные величины - сила тока, напряжение, сопротивление и др. В настоящее время насчитывается более 100 физических величин. Для краткости, в дальнейшем, слово «физические»можно опускать и говорить просто величина. .

Понятие величина содержит в себекачественный признак, т.е. что это за величина, например длина, иколичественный признак, например, длина стала 2.15м. Но ту же длину того же стола можно выразить в других единицах, например, в дюймах и получится другое число. Однако ясно, что количественное содержание понятия «длина данного стола» остаётся при этом неизменным.

В связи с этим вводится понятие размер величины и понятиезначение величины. Размер не зависит от того, в каких единицах выражена величина, т.е. онинвариантен по отношению к выбору единицы.

Метод «максимума-минимума» основан на предположении, что при сборке механизма возможно сочетание увеличивающих звеньев, изготовленных по наибольшим предельным размерам, с уменьшающими звеньями, изготовленными по наименьшим предельным размерам, или наоборот.

Этот метод расчета обеспечивает полную взаимозаменяемость в процессе сборки и эксплуатации изделий. Однако допуски составляющих размеров, вычисленные по этому методу, особенно для размерных цепей, содержащих много звеньев, могут получиться в техническом и экономическом отношениях неоправданно малыми, поэтому данный метод применяют для проектирования размерных цепей, имеющих малое число составляющих звеньев невысокой точности.

Первая задача

Номинальный размер замыкающего звена можно определить по формуле (см. пример первой задачи) .

Если принять общее количество звеньев цепи n , то количество составляющих будет n – 1 . Примем: m – количество увеличивающих звеньев, р – количество уменьшающих, тогда

n – 1 = m + p.

В общем виде формула для расчета номинального размера замыкающего звена будет такой:

(8.1)

Для примера (см. раздел 8.1)

А0 = А 2 – А1 = 64 – 28 = 36 мм.

На основании равенства (8.1) получим:

; (8.2)

. (8.3)

Вычтем почленно из равенства (8.2) равенство (8.3), получим:

.

Так как сумма увеличивающих и уменьшающих звеньев есть все составляющие звенья цепи, то полученное равенство можно упростить:

. (8.4)

Таким образом, допуск замыкающего звена равен сумме допусков всех составляющих звеньев в цепи.

Чтобы вывести формулы для расчета предельных отклонений замыкающего звена, вычтем почленно из равенства (8.2) равенство (8.1) и из равенства (8.3) равенство (8.1), получим:

; (8.5)

. (8.6)

Таким образом, верхнее отклонение замыкающего размера равно разности сумм верхних отклонений увеличивающих и нижних отклонений уменьшающих размеров; нижнее отклонение замыкающего размера равно разности сумм нижних отклонений увеличивающих и верхних отклонений уменьшающих размеров.

Для примера первой задачи (см. раздел 8.1) получим:

= 0,04 + 0,08 = 0,12 мм;

Таким образом,

Определим допуск замыкающего звена через полученные предельные отклонения:

Это значение совпадает с ранее найденным значением допуска, что подтверждает правильность решения задачи.

Вторая задача

При решении второй задачи допуски составляющих размеров определяют по заданному допуску замыкающего размера TA0 одним из следующих способов: равных допусков или допусков одного квалитета.

1. При решении способом равных допусков – на составляющие размеры назначают примерно равные допуски, руководствуясь средним допуском.

Итак, предполагаем, что

тогда сумма допусков всех составляющих размеров равна произведению числа составляющих звеньев на средний допуск, т.е.:

.

Подставим это выражение в равенство (8.4): , отсюда

. (8.7)

По найденному значению Tcp Ai устанавливают допуски на составляющие размеры, учитывая величину и ответственность каждого размера.

При этом должны быть выполнены следующие условия: принятые допуски должны соответствовать стандартным допускам, сумма допусков составляющих размеров должна равняться допуску замыкающего размера, т.е. должно выполняться равенство (8.4). Если при стандартных допусках равенство (8.4) не может быть обеспечено, то на один составляющий размер устанавливают нестандартный допуск, определяя его значение по формуле

. (8.8)

Способ равных допусков прост и дает хорошие результаты, если номинальные размеры составляющих звеньев размерной цепи находятся в одном интервале.

Решим пример второй задачи (см. раздел 8.1) способом равных допусков (8.7):

мм.

А1 = 215; TA1 = 0,04;

A2 = 60; TA2 = 0,04;

A3 = 155; TA3 = 0,04.

В этом примере равенство (8.4) соблюдается, и корректировать допуск одного из составляющих размеров нет необходимости.

Распишем равенство (8.5) для данного примера:

0,12 = 0,06 – (-0,03 – 0,03).

(Числовые значения предельных отклонений составляющих размеров выбраны условно.)

TA1 = 0,04, значит, Ei(A1) = +0,02;

Ei(A2) = -0,03; TA2 = 0,04, значит, Es(A2) = +0,01;

Ei(A3) = -0,03; TA3 = 0,04, значит, Es(A3) = +0,01.

Проверим соблюдение равенства (8.6):

0 = 0,02 – (0,01 +0,01);

Таким образом, получим ответ:

; ; .

2. Более универсальным и упрощающим подбор допусков при любом разнообразии размеров составляющих звеньев является способ допусков одного квалитета .

При этом способе на размеры всех составляющих звеньев (кроме корректирующего Aj ) назначают допуски из одного квалитета с учетом номинальных размеров звеньев.

Для вывода формулы исходной зависимостью служит равенство (8.4):

.

Однако допуск любого размера можно вычислить по формуле

где а – число единиц допуска, постоянное в пределах одного квалитета (табл. 8.1); - единица допуска зависит от номинального размера составляющего звена (табл. 8.2).

Таблица 8.1

Число единиц допуска

Квалитет		Квалитет		Квалитет		Квалитет

Значение единиц допуска

Интервалы размеров, мм	i , мкм	Интервалы размеров, мм	i , мкм
	1,86.; Выводы Так как допуск замыкающего звена зависит от числа составляющих размеров, то основное правило проектирования размерных цепей можно сформулировать так: при конструировании деталей, узлов сборочных единиц и механизмов необходимо стремиться к тому, чтобы число размеров, образующих размерную цепь, было минимальным. Это принцип кратчайшей размерной цепи. На чертежах указывают только составляющие размеры с предписанными отклонениями. Замыкающие размеры обычно получаются автоматически в результате обработки деталей или сборки, поэтому их не контролируют и на чертежах не обозначают. Проставлять на чертежах размеры замкнутыми цепочками не рекомендуется. Особенно недопустимо проставлять замыкающие размеры с отклонениями, так как при изготовлении детали это вызывает брак. В качестве замыкающих размеров следует принимать наименее ответственные размеры, которые могут иметь большие отклонения.

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.

Главным предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.

Средство измерения (СИ) – это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

Структура метрологического обеспечения измерений.

Научная метрология, являясь базой измерительной техники, занимается изучением проблем измерения в целом и образующих измерение элементов: средств измерений (СИ), физические величины (ФВ) и их единицы, методы измерения, результаты, погрешности и т.д.

Нормативно-техническими основами метрологического обеспечения является комплекс гос. стандартов.

Организационной основой метрологич. обеспечения нашего государства является метрологич. служба РФ.

Гос. система обеспечения единства измерений устанавливает единую номенклатуру стандартных взаимоувязанных правил и положений, требований и норм, относящихся к организации, методике оценивания и обеспечения точности измерений.

2. Физические свойства и величины.

Физическая величина (ФВ) – свойство, общее в качественном отношении для множества объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

ФВ делят на измеряемые и оцениваемые .

Измеряемые ФВ можно выразить количественно определенным числом установленных единиц измерения.

Для оцениваемых ФВ по каким-либо причинам нельзя ввести единицу измерения, их можно лишь оценить.

По степени условной независимости от каких-либо величин различают основные, производные и дополнительные ФВ.

По размерности делятся на размерные и безразмерные.

ФВ бывают истинные , действительные , измеренные .

Истинное значение ФВ – значение, которое идеальным образом отображало бы в качественном и количественном отношении соответствующие свойства объекта.

Действительное значение ФВ – значение, найденное экспериментально и настолько приближающееся к истинному, что для определенной цели может быть использовано вместо него.

Измеренное значение ФВ – значение величины, отсчитанной по индикаторному устройству средства измерения.

Условие измерения – это совок-ть влияющих величин, описывающих состояние окружающей среды и средств измерения. 3 вида: нормальные, рабочие, предельные.

3. Международная система единиц.

Совок-ть основных и производных единиц ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц ФВ.

Основные характеристики системы СИ:

1) универсальность;

2) унификация всех областей и видов измерений;

3) возможность воспроизведения единиц с высокой точностью в соответствии с их определением с наименьшей погрешностью.

Основные единицы системы СИ.

1. длина (метр)

2. масса (кг)

3. время (сек)

4. сила электрического тока (ампер)

5. температура (Кельвин)

6. количество вещества (моль)

7. сила света (кондела)

2 дополнительные: плоский угол (радиан)

телесный угол (стерадиан)

Производные ФВ могут быть когерентными и некогерентными.

Когерентной наз-ют производную единицу величины, связанную с другими единицами системы уравнением, в котором числовой множитель равен 1. Все остальные производные единицы наз-ся некогерентными .

Единицы ФВ бывают кратные и дольные.