Лекция 1. Метрология - основные термины и определения. Лекция Метрология основные термины и определения
 Скачать 22.35 Kb.
|
|
Лекция 1. Метрология основные термины и определения Цель: Изучить основных метрологических терминов и определений Перечень знаний, умений, ОК и ПК: ОК 1 – ОК 7; ПК 3.1-3.4, З.1 – З.15, У.1 – У.5 Глоссарий: Метрология, Практическая (прикладная) метрология, Единство измерений, Сходимость измерений, Воспроизводимость, Измерение, Средство измерений, Погрешность измерения Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. В зависимости от решаемых задач различают три раздела метрологии: Теоретическая метрология – разработка фундаментальных основ метрологии; Законодательная метрология–установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и точности измерений в интересах общества. Практическая (прикладная) метрология – практическое применение разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии. Основные требования к измерениям - это обеспечение единства и необходимой точности измерений. Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разное время, с использованием различных методов и средств измерений, а также в различных по территориальному расположению местах. Точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Точность измерений определяется такими свойствами измерений как сходимость, правильность и воспроизводимость измерений. Сходимость измерений – это близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью, и близость к нулю случайных погрешностей. Правильность измерений - это близость систематических погрешностей, т. е. таких погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются повторных измерениях одной и той же величины. Правильность измерений определяется правильностью как самих измерений и выбранных средств измерений, так и правильностью их использования в процессе измерений. Воспроизводимость – это близость результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами, разными средствами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, влажности и др.). В соответствии с Федеральным законом от 26.06.2008 №102-3 «Об обеспечении единства измерений» под измерением понимают совокупность операций, выполняемых для количественного значения физической величины. Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 29-99 дают более развернутое определение понятия ―измерения. Измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. Например, с помощью гладкого микрометра, шкала которого хранит единицу измерений, сравнивают диаметр вала с ней и, произведя отсчет, получают значение диаметра. Результат измерения–это значение физической величины, полученное путем ее измерения. Основное уравнение измерений:  где Q – значение ФВ, q– числовое значение измеряемой величины, [Q] – принятая единица измерения. Это уравнение показывает, что числовое значение величины qзависит от размера принятой единицы измерения. Например, за единицу измерения напряжения электрического тока принят 1 В. Тогда значение напряжения электрической сети U= q[U] = 220 [1 В] = 220 В. Здесь числовое значение q= 220 Но если за единицу напряжения принять [1кВ], то U=q[U] = 0,22 [1кВ] = 0,22 кВ, т.е. q = 0,22. Средство измерений– техническое устройство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Процесс решения любой задачи измерения включает, как правило, три этапа: подготовку, проведение измерения (эксперимента) и обработку результатов. В процессе проведения самого измерения объект измерения и средство измерений приводятся во взаимодействие. При измерении физических величин на средство измерений, оператора и объект измерения воздействуют различные внешние факторы, именуемые влияющими физическими величинами. Эти физические величины не измеряются средствами измерений, но оказывают влияние на результаты измерений. Несовершенство изготовления средств измерений, неточность их градуировки, внешние факторы (температура окружающей среды, влажность воздуха, вибрации и др.), субъективные ошибки оператора и многие другие факторы, относящиеся к влияющим физическим величинам, являются неизбежными причинами появления погрешности измерения. Мерой точности измерения является погрешность измерения. Погрешность измерения-отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Под истинным значением физической величины понимается значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства измеряемого объекта. Основные постулаты метрологии: истинное значение определенной величины существует и оно постоянно; истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно; отсчет является случайным числом. Отсюда следует, что результат измерения математически связан с измеряемой величиной вероятностной зависимостью. Поскольку истинное значение есть идеальное значение, то в качестве наиболее близкого к нему используют действительное значение. Действительное значение физической величины – это значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что может быть использовано вместо него. На практике в качестве действительного значения принимается среднее арифметическое измеряемой величины. Важнейшей характеристикой качества измерений является их достоверность, которая отражает степень доверия к полученным результатам измерений и делит их на достоверные и недостоверные в зависимости от того, известны или неизвестны вероятностные характеристики их отклонений от истинных значений соответствующих физических величин. Результаты измерений, достоверность которых неизвестна, не представляют ценности и могут служить источником дезинформации. Наличие погрешности ограничивает достоверность измерений, т.е. вносит ограничение в число достоверных значащих цифр числового значения измеряемой величины и определяет точность измерений. Задание: Внимательно прочитать лекцию Выписать и выучить основные термины и определения На проверку отправить скан выписанных терминов используя платформу MOODLE ЛИТЕРАТУРА Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. ГОСТ 8.207-76. Государственный комитет СССР по стандартам. – М. 1976. Яворский Б.М. Детлаф А.А. Справочник по физике. – М: Наука, 1985. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М: Высшая школа, 2000. Ильюшонок А.В., Лешенюк Н.С., Слабко И.И., Терешенков В.И. Физика. Методическое пособие по лабораторному практикуму. - Мн: ВПТУ МВД Республики Беларусь, 1999. |