Метрология Шпоры. 1. Стандартизация, Основные цели, принципы, функции и задачи стандартизации
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
25. Определение физической величины. Классификация и примеры величин, принадлежащих к различным группам физических процессов. Физическая величина - одно из свойств объекта, явления, процесса, общее в качественном отношении для многих объектов, но в количественном отношении индивидуально для каждого.  Пространственно-временные- Скорость, ускорение Механические- масса. Тепловые – температура, теплоемкость Электрические и магнитные – сила тока, напряжение. Акустические- сила звука, Световые – сила света, освещенность Ионизирующие излучения - Ренген Атомной и ядерной физики- период полураспада. Физико-химические- количество вещества. | 26. Определение измерения физической величины. Постулаты теории измерений. Классификация измерений и примеры. Измерение величин — это совокупность операций по применению технических средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение результатов измерений. Прямые измерения — это измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно по показаниям средства измерения по шкале. Косвенные измерения - это измерения, при котором значение измеряемой величины находят на основании известной зависимости между ней и величинами, измеренными прямым методом. Совокупные измерения - это измерения, производимые одновременно нескольких одноименных величин, при которых их искомые значения находят путем решения системы уравнений, получаемых при прямых измерениях Деление измерений по признакам: 1) По характеристике точности измерения может быть: 1) равноточными – это ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений и в одинаковых условиях; 2) Неравноточные измерения - это измерения какой-либо величины, выполненные средствами измерения разной точности и в разных условиях. 2) Измерения могут быть однократными (выполненные один раз) и многократными. Многократные - это измерения одной и той же величины несколько раз. Если число измерений >4, то их можно обработать методом математической статистики. 3) по характеру изменения измеряемой величены Статистические измерения Статические измерения Динамические измерения. 4) по способам получения информации Прямые Косвенные Совокупные Совместные Динамические 5) по отношению к основным единицам Абсолютные Относительные | |
| 24. Место метрологии среди других наук. Важность теоретической метрологии. Основные этапы развития метрологии. Основные метрологические учреждения, существующие в нашей стране, какова их сфера деятельности. Разделы: Теоретическая метрология Прикладная метрология Законодательная метрология Теоретическая метрология является основой для других разделов метрологии. В 1840 г. во Франции введена метрическая система мер. 1983 г. было принято новое определение метра: это длина пути проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. 1988 г. на международном уровне были приняты новые константы в области измерений электрических единиц и величин 1989 г. принята новая Международная практическая температурная шкала МТШ-90. Учреждения: ВНИИМС (Москва)- Координация общих проблем метрологии, ведение реестров СИ, измерения параметров плазмы. ВНИИМ им. Менделеева (С-Петербург)- Главный центр эталонов страны, центр метрологической академии, Электрические, механические, температурные, физико-химические измерения. Параметры ионизирующих излучений. ВНИИФТРИ (Менделеево, Моск. Обл.) – Измерение времени, частоты, низких температур, давления, акустические измерения. ВНИИОФИ (Москва)- Оптические величины, измерения в медицине, измерения параметров лазерного излучения. УНИИМ (Екатеринбург) – Стандартные образцы, состава и свойств веществ и материалов. ВНИИ расходометрии (Казань) - Расходометрия, объем веществ. ВСВНИИФТРИ (Иркутск)- Региональная служба времени и частоты, влажность. СНИИМ (Новосибирск) – Измерения радиотехнических, электротехнических и магнитных величин. ВНИИФТИ (Хабаровск) – Региональная служба времени и частоты, теплофизические величины. | ||
| 27. Экстенсивные и интенсивные физические величины. В чем их сходство и различие. Примеры физической величины каждого вида. Отношение эквивалентности — это отношение, в котором данное свойство X у различных объектов А и В оказывается одинаковым или неодинаковым. Отношение порядка — это отношение, в котором данное свойство X у различных объектов оказывается больше или меньше. Отношение аддитивности -- это отношение, когда однородные свойства различных объектов могут суммироваться. Интенсивные величины- удовлетворяющие отношениям эквивалентности и порядка..( твердость материала, запах) Экстенсивные величины-удовлетворяющие отношениям эквивалентности, порядка и аддитивности (масса,сопротивление). | ||
| 28. Определение шкалы физической величины. Классификация шкал физической величины и их примеры. Шкала физической величины -- это упорядоченная последовательность значений ФВ, принятая по соглашению на основании результатов точных измерений. Виды: Шкала порядка (шкала рангов) Уд. эквивалентности и порядка по возрастанию или убыванию количественного проявления свойства, то для него может быть построена шкала порядка. (12-бальная шкала Бофорта для силы морского ветра. Шкала гейгера) Шкала интервалов (разностей)- уд. эквивалентности, порядка и аддитивности, состоит из один. Интервалов и имеет точку 0. (Темпиратура по Цельсии, Календари от рождества Христова.) Шкала отношений. Эти шкалы описывают свойства эмпирических объектов, которые удовлетворяют отношениям эквивалентности, порядка и аддитивности (шкалы второго рода — аддитивные), а в ряде случаев и пропорциональности (шкалы первого рода — пропорциональные). Их примерами являются шкала массы (второго рода), термодинамической температуры (первого рода). Абсолютные шкалы. Некоторые ученые используют понятие абсолютных шкал, под которыми понимают шкалы, обладающие всеми признаками шкал отношений, но дополнительно имеющие естественное однозначное определение единицы измерения и не зависящие от принятой системы единиц измерения. Такие шкалы соответствуют относительным величинам: коэффициенту усиления, ослабления и др. | ||
| 29. Средство измерений. Примеры средств измерений различных физических величин. Средство измерения - это техническое Средство, предназначенное для измерении, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным в течении известного интервала времени. Средство измерения реализуют одну из 2-х функций. 1. воспроизводит единицу физической величины заданного размера или размеров. 2. вырабатывает сигнал, несущий информацию о значениях измеряемой величины, либо сигнал, который используется для преобразования другими средствами измерений Виды средств измерений: 1. мера - средство измерения, предназначенное для воспроизведения или хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в узаконенных единицах и известны с необходим точностью. (Однозначная- гиря; Многозначная- линейка) 2. измерительные преобразователи - это средства измерения, которые служат для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для передачи, преобразования, обработки. 3. измерительные приборы — это средства измерений, предназначенные для получения значений измеряемой величины в установленном диапазоне. (Прямого действия-термометр; Сравнения- пружинный манометр). 4. измерительные установки - предназначены для измерения какой-либо величины или одновременно нескольких величин, т.е. это комплекс средств измерений. 5. информационно-измерительные системы - это совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных, вспомогательных средств для получения информации ее преобразования | 30. Измерительные преобразователи, многозначные меры и устройства измерения. Примеры их использования в известных средствах измерения. Измерительный преобразователь - это средство измерений, которое служит для преобразования сигнала измерительной информации в форму, удобную для обработки или хранения, а также передачи в показывающее устройство. Измерительные преобразователи либо входят в конструктивную схему измерительного прибора, либо применяются совместно с ним, но сигнал преобразователя не поддается непосредственному восприятию наблюдателем, (например, преобразователь может быть необходим для передачи информации в память компьютера, для усиления напряжения и т.д.). Преобразуемую величину называют входной, а результат преобразования - выходной величиной. Основной метрологической характеристикой измерительного преобразователя считается соотношение между входной и выходной величинами, называемое функцией преобразования. Преобразователи подразделяются: на первичные (непосредственно воспринимающие измеряемую величину), передающие, на выходе которых величина приобретает форму, удобную для регистрации или передачи иа расстояние; промежуточные, работающие ъ сочетании с первичными и не влияющие на изменение рода физической величины. Многозначная мера – мера на которую делится цифровой сигнал для определения значения измеряемой веричены. | 31. Средство измерений. Примеры средств измерений различных физических величин. Средство измерения - это техническое Средство, предназначенное для измерении, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным в течении известного интервала времени. Средство измерения реализуют одну из 2-х функций. 1. воспроизводит единицу физической величины заданного размера или размеров. 2. вырабатывает сигнал, несущий информацию о значениях измеряемой величины, либо сигнал, который используется для преобразования другими средствами измерений Виды средств измерений: 1. мера - средство измерения, предназначенное для воспроизведения или хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в узаконенных единицах и известны с необходим точностью. (Однозначная- гиря; Многозначная- линейка) 2. измерительные преобразователи - это средства измерения, которые служат для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для передачи, преобразования, обработки. 3. измерительные приборы — это средства измерений, предназначенные для получения значений измеряемой величины в установленном диапазоне. (Прямого действия-термометр; Сравнения- пружинный манометр). 4. измерительные установки - предназначены для измерения какой-либо величины или одновременно нескольких величин, т.е. это комплекс средств измерений. 5. информационно-измерительные системы - это совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных, вспомогательных средств для получения информации ее преобразования |
| 32. Классы точности средств измерения. Класс точности — это обобщенная характеристика СИ, выражаемая пределами допускаемых значений его основной и дополнительной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Класс точности не является непосредственной оценкой точности измерений, выполняемых этим СИ, поскольку погрешность зависит еще от ряда факторов: метода измерений, условий измерений и т.д. Класс точности лишь позволяет судить о том, В каких пределах находится погрешность СИ данного типа.  | 33. Нормирование метрологических характеристик средств измерений. диапазон измерений - область значений величины, в пределах которой нормированы метрологические характеристики. Различают верхний и нижний предел измерений порог чувствительности - наименьшее измерение которое вызывает изменение выходного сигнала. погрешность средств измерений dХ=Хизм.-Хдейств. -абс погрешность. | 34. Классификация методов измерений.  |
| 35. Основные операции процедуры измерения. Измерительное преобразование — операция, при которой устанавливается взаимно однозначное соответствие между размерами в общем случае неоднородных преобразуемой и преобразованной ФВ. Основное назначение измерительного преобразования — получение и, если это необходимо, преобразование информации об измеряемой величине. Воспроизведение физической величины заданного размера -- это операция, которая заключается в создании требуемой ФВ, с заданным значением, известным с оговоренной точностью. Сравнение измеряемой ФВ с величиной, воспроизводимой мерой,— это операция, заключающаяся в установлении отношения этих двух величин. Точное совпадение сравниваемых величин, как правило, не встречается в практике измерений. Это обусловлено тем, что величина, воспроизводимая мерой, является квантованной и может принимать значения, кратные единице | 36. Нормальные, рабочие и предельные условия измерений. Определение результата измерения, его характеристики. Достоверность, правильность измерений. Сходимость, воспроизводимость результата измерений. Нормальные условия измерений — это условия, при которых влияющие величины имеют нормальные или находящиеся в пределах нормальной области значения. Нормальная область значений влияющей, величины. — это область значений, в пределах которой изменением результата измерений под воздействием влияющей величины можно пренебречь в соответствии с установленными нормами точности. Нормальные условия измерений задаются в нормативно-технической документации на СИ. При нормальных условиях определяется основная погрешность данного СИ. Рабочими называются условия измерений, при которых влияющие величины находятся в пределах своих рабочих областей. Рабочая область значений влияющей величины — это область, в пределах которой нормируется дополнительная погрешность или изменение показаний СИ. Предельные условия измерений — это условия, характеризуемые экстремальными значениями измеряемой и влияющих величин, которые СИ может выдержать без разрушений и ухудшения его метрологических характеристик. зультат измерения представляется именованным или неименованным числом. Совместно с результатом измерений при необходимости приводят данные об условиях измерений. Результат измерения представляется именованным или неименованным числом. Совместно с результатом измерений при необходимости приводят данные об условиях измерений. Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью, а также размером допускаемых погрешностей. Точность измерения — характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности его результата. Достоверность намерений определяется степенью доверия к результату измерения и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных пределах. Данная вероятность называется доверительной. Правильность измерений — это характеристика измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей результатов намерений. Сходимость результата измерений — характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполняемых повторно одними и теми же методами а средствами измерений и в одних и тех же условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей на результат измерения. Воспроизводимость результатов измерений — характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами и средствами измерений, разными операторами, но приведенных к одним и тем же условиям. Количественная близость измеренного и истинного значений измеряемой величины описывается погрешностью результата измерений. Погрешность — это отклонение ДХ результата измерения X от истинного значения Хм измеряемой величины, определяемое по формуле ∆Х = Х- Хнс . | 37. Испытание, его отличие oт измерения. Испытанием называется экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействия на него при его функционировании, а также моделировании объекта и (или) воздействий Экспериментальное определение характеристик свойств объекта при испытаниях может проводиться путем использования измерений, оценивания и контроля. Объектом испытаний является продукция или процессы ее производства и функционирования. В зависимости от вида продукции и программы испытаний объектом может быть как единичное изделие, так и их партия. Объектом испытания может также быть макет или модель изделия. Важнейшими признаками любых испытаний являются: • принятие на основе их результатов определенных решении по объекту испытаний, например о его годности или забраковке, о возможности предъявления на следующие испытания и т.д.; • задание требуемых реальных или моделируемых условий испытаний. Под условиями испытаний понимается совокупность воздействующих факторов и (или) режимов функционирования объекта при испытаниях. В нормативно-технических документах на испытания конкретных объектов должны быть определены нормальные условия испытаний. Существует большое число разновидностей испытаний. Они классифицируются по различным признакам. По назначению испытания делятся на исследовательске, контрольные, сравнительные и определительные. По уровню проведения различают следующие категории испытаний: государственные, межведомственные и ведомственные. По виду этапов разработки испытуемой продукции различают предварительные и приемочные испытания. В зависимости от вида испытаний готовой продукции их подразделяют на квалификационные, приемосдаточные периодические и типовые. Целью испытаний следует считать нахождение истинного значения параметра (характеристики), определенного не при тех реальных условиях, в которых он фактически может находится в ходе испытаний, а в заданных номинальных условиях испытания. Результат испытания всегда имеет погрешность, возникающую не только из-за погрешности определения искомой характеристики, но и из-за неточного установления номинальных условий испытания. Результатом испытаний называется оценка характеристик свойств объекта, установления соответствия объекта заданным требованиям, данные анализа качества функционирования объекта в процессе испытаний- Результат испытаний характеризуется точностью -- свойством испытаний, описывающим близость их результатов к действительным значениям характеристик объекта в определенных условиях испытаний. Между измерением и испытанием существует большое сходство: во-первых, результаты обеих операций выражаются в виде чисел; во-вторых, погрешности и в том, и другом случае могут быть выражены как разности между результатами измерений (испытаний) и истинными значениями измеряемой величины (или определяемой характеристики при номинальных условиях эксплуатации). разница: погрешность измерения является только одной из составляющих погрешности испытания. Поэтому можно сказать, что испытание — это более общая операция, чем измерение. Измерение можно считать частным случаем испытания, при котором условия испытаний не представляют интереса. |