Лекция наукаметрология и ее фундаментальные понятия 1 Метрология наука об измерениях
 Скачать 175.38 Kb.
|
|
ЛЕКЦИЯ 1. НАУКА МЕТРОЛОГИЯ И ЕЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ 1.1 Метрология – наука об измерениях Сегодня измерения пронизывают все сферы нашей жизни. Только ро- дившийся человек, еще не имея имени, сразу становится объектом измере- ний. В первые минуты жизни к нему применяют средства измерений длины, массы и температуры. В повседневной жизни мы также постоянно сталкива- емся с количественными оценками. Мы оцениваем температуру воздуха на улице, следим за временем, решаем насколько выгодно и рационально прак- тически любое наше действие. Развитие науки и техники неразрывно связано с прогрессом в области измерений. Поэтому многие научные исследования сопровождаются измере- ниями, позволяющими установить количественные соотношения и законо- мерности изучаемых явлений. Любое современное производство немыслимо сегодня без точного, объективного контроля технологического процесса, осуществляемого с помощью средств измерений. Требования к точности тех- нологических измерений постоянно растут. В таких условиях, чтобы разо- браться с вопросами и проблемами измерений, метрологического обеспече- ния и обеспечения единства измерений, нужен единый научный и законода- тельный фундамент, обеспечивающий в практической деятельности высокое качество измерений, независимо от того, где и с какой целью они проводятся. Таким фундаментом является метрология. Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Измерение является способом количественного познания свойств фи- зических объектов. Существуют различные физические объекты, обладаю- щие разнообразными физическими свойствами, количество которых неогра- ниченно. Такие свойства получили название физических величин. Физические величины различают в качественном и количественном отношении. Качественная сторона определяет «вид» величины (например, электрическое сопротивление), а количественная его «размер» (например, сопротивление конкретного резистора). Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении для множества объектов и индивидуальное в количественном отношении для каждого из них. В рекомендациях по межгосударственной стандартизации РМГ 29-2013 «Метрология. Основные термины и определения» дано следующее определе- ние понятия «измерение»: Измерение - процесс экспериментального получения одного или бо- лее значений физической величины, которые могут быть обоснованно при- писаны этой физической величине. 2 В примечаниях к данному определению сказано, что измерение преду- сматривает описание величины в соответствии с предполагаемым использо- ванием результата измерения, методику измерений и средство измерений. За таким довольно «сухим» определением стоят главные признаки по- нятия «измерение»: – измерять можно свойства реально существующих объектов позна- ния, т. е. физические величины; – измерение требует проведение опытов, т. е. теоретические рас- суждения или расчеты не могут заменить эксперимент; – для проведения опытов требуются особые технические средства – средства измерений, приводимые во взаимодействие с материаль- ным объектом; – результатом измерений является значение физической величины. Значение физической величины – количественная оценка измеряе- мой величины должна быть не просто числом, а числом именованным, т. е. результат измерения должен быть выражен в определенных единицах, при- нятых для данной величины. Только в этом случае результаты измерений, полученные различными средствами и разными экспериментами, сопостави- мы. Единица физической величины – это физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице. Например, давление 1 Па, плотность 1 кг/м 3 , объемный расход 1 м 3 /с и т.д. При измере- нии какой либо величины устанавливают ее числовое соотношение с некото- рой другой однородной величиной, принятой за единицу измерения. Основной задачей метрологии является обеспечение единства измере- ний и их точности. РМГ 29-2013 определяет единство измерений следующим образом: Единство измерений – состояние измерений, при котором их резуль- таты выражены в узаконенных единицах величин или в значениях по уста- новленным шкалам измерений, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. Точность измерений – характеристика качества измерений, отража- ющая степень близости результатов измерений к истинному значению изме- ряемой величины. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля отно- сительной погрешности. Например, если погрешность измерений равна ± 0,001 , то точность будет равна 1/0,001=1000. В процессе развития метрологии как науки сформировались и развива- ются три ее взаимосвязанных раздела: теоретическая, законодательная и практическая метрология. 3 Рис. 1.1. Метрология и ее разделы. Теоретическая метрология – раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии. Являясь базой измерительной техники, этот раздел метрологии зани- мается изучением проблем измерений в целом и образующих измерение эле- ментов: средств измерений, физических величин и их единиц, методов и ме- тодик измерений, результатов и погрешностей измерений и др. Законодательная метрология – раздел метрологии, предметом кото- рого является установление обязательных технических и юридических тре- бований по применению единиц величин, эталонов, методов и средств изме- рений, направленных на обеспечение единства и требуемой точности изме- рений. Специалисты в области законодательной метрологии разрабатывают и внедряют нормы и правила выполнения измерений, порядок разработки и испытаний средств измерений, устанавливают термины и определения в об- ласти метрологии, единицы физических величин и правила их применения. Практическая (прикладная) метрология – раздел метрологии, пред- метом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии. С помощью прикладной метрологии осуществляется метрологическое обеспечение производства. Метрология Теоретическая Законодательная Практическая |