ЛЕКЦИЯ_ПРОД_ССМ. Лекция продолжение
 Скачать 453.77 Kb.
|
|
МКСА система единиц(MKSA система), система единиц электрических и магнитных величин, основными единицами которой являются: метр, килограмм (единица массы), секунда, ампер. Принципы построения МКСА системs единиц были предложены в 1901 г. итальянским ученым Дж. Джорджи, поэтому система имеет и второе наименование — Джорджи система единиц. МКСА система единиц применяется в большинстве стран мира, в СССР она была установлена ГОСТом 8033-56 "Электрические и магнитные единицы". К МКСА системе единиц принадлежат все уже ранее получившие распространение практические электрические единицы: ампер, вольт, ом, кулон и др.; МКСА система единиц входит как составная часть вМеждународную систему единиц (СИ). МКСК система единиц(MKSK система), система единиц тепловых величин, осн. единицами которой являются: метр, килограмм (единица массы), секунда, Кельвин (единица термодинамической температуры). Применение МКСК системы единиц в СССР установлено ГОСТом 8550-61 "Тепловые единицы" (в этом стандарте еще применено прежнее наименование единицы термодинамической температуры — "градус Кельвина", измененное на "Кельвин" в 1967 13-й Генеральной конференцией по мерам и весам). В МКСК системе единиц пользуются двумя температурными шкалами: термодинамической температурной шкалой и Международной практической температурной шкалой (МПТШ-68). Наряду с Кельвином для выражения термодинамической температуры и разности температур применяют градус Цельсия, обозначаемый °С и равный кельвину (К). Как правило, ниже 0 °С приводят температуру Кельвина Т, выше 0 °С — температуру Цельсия t (t = Т-То, где То = 273,15 К). В МПТШ-68 также различают международную практическую температуру Кельвина (символ Т68) и международную практическую температуру Цельсия (t68); они связаны соотношением t68= T68- 273,15 К. Единицами T68и t68являются, соответственно, Кельвин и градус Цельсия. В наименования производных тепловых единиц может входить как Кельвин, так и градус Цельсия. МКСК система единиц входит как составная часть вМеждународную систему единиц (СИ). МТС система единиц(MTS система), система единиц физических величин, основными единицами которой являются: метр, тонна (единица массы), секунда. Была введена во Франции в 1919 г., в СССР — в 1933 г. (отменена в 1955 г. в связи с введением ГОСТа 7664-55 "Механические единицы"). MTC система единиц была построена аналогично применявшейся в физикеСГС системе единиц и предназначалась для практических измерений; с этой целью были выбраны большие по размеру единицы длины и массы. Важнейшие производные единицы: силы — стен (сн), давления — пьеза (пз), работы — стен-метр, или килоджоуль (кдж), мощности — киловатт (квт). СГС система единиц, система единиц физических величин. в которой приняты три основные единицы: длины — сантиметр, массы — грамм и времени — секунда. Система с основными единицами длины, массы и времени была предложена образованным в 1861 г. Комитетом по электрическим эталонам Британской ассоциации для развития наук, в который входили выдающиеся физики того времени (У. Томсон (Кельвин), Дж. Максвелл, Ч. Уитстон и др.), в качестве системы единиц, охватывающей механику и электродинамику. Через 10 лет ассоциация образовала новый комитет, который и выбрал окончательно в качестве основных единиц сантиметр, грамм и секунду. Первый Международный конгресс электриков (Париж, 1881) также принял СГС систему единиц, и с тех пор она широко применяется в научных исследованиях. С введениемМеждународной системы единиц (СИ)в научных работах по физике и астрономии наряду с единицами СИ допускается использовать единицы СГС системы единиц. К важнейшим производным единицам СГС системы единиц в области механических измерений относятся: единица скорости — см/сек, ускорения — см/сек2, силы — дина (дин), давления — дин/см2, работы и энергии — эрг, мощности — эрг/сек, динамической вязкости — пуаз (пз), кинематической вязкости — стокc (ст). Для электродинамики первоначально были приняты две СГС система единиц электромагнитная (СГСМ) и электростатическая (СГСЭ). В основу построения этих систем был положен закон Кулона — для магнитных зарядов (СГСМ) и электрических зарядов (СГСЭ). Со 2-й половины 20 века наибольшее распространение получила так называемая симметричная СГС система единиц (ее называют также смешанной или Гаусса системой единиц). Правовые основы обеспечения единства измерений. Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц организуют свою деятельность на основе положений Законов "Об обеспечении единства измерений", «О техническом регулировании» (ранее - "О стандартизации", "О сертификации продукции и услуг"), а также постановлений Правительства РФ, административных актов субъектов федерации, областей и городов, нормативных документов Государственной системы обеспечения единства измерений и постановлений Госстандарта РФ. В соответствии с действующим законодательством к основным задачам метрологических служб относятся обеспечение единства и требуемой точности измерений, повышение уровня метрологического обеспечения производства, осуществление метрологического контроля и надзора путем следующих методов: калибровки средств измерений; надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм; выдачи обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм; проверки своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку. В России принято Типовое положение о метрологических службах. Этим Положением определено, что метрологическая служба государственного органа управления представляет собой систему, образуемую приказом руководителя государственного органа управления, которая может включать: структурные подразделения (службу) главного метролога в центральном аппарате государственного органа управления; головные и базовые организации метрологической службы в отраслях и подотраслях, назначаемые государственным органом управления; метрологические службы предприятий, объединений, организаций и учреждений. 27.12.2002г. принят принципиально новый стратегический ФЗ «О техническом регулировании», который регулирует отношения, возникающие при разработке, принятии, применении и исполнении обязательных и на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации, утилизации, выполнению работ и оказанию услуг, а также при оценке соответствия (технические регламенты и стандарты должны обеспечить практическое выполнение законодательных актов). Введение Закона «О техническом регулировании» направлено на реформирование системы технического регулирования, стандартизации и обеспечения качества и вызвано развитием рыночных отношений в обществе. Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и использования обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ и оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия. Техническое регулирование должно осуществляться в соответствии с принципами: применение единых правил установления требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ и оказанию услуг; соответствие технического регулирования уровню развития национальной экономики, развитию материально-технической базы, а также уровню научно-технического развития; независимости органов по аккредитации, органов по сертификации от производителей, продавцов, исполнителей и приобретателей; единой системы и правил аккредитации; единства правил и методов исследований, испытаний и измерений при проведении процедур обязательной оценки соответствия; единства применений требований технических регламентов независимо от особенностей и видов сделок; недопустимости ограничения конкуренции при осуществлении аккредитации и сертификации; недопустимости совмещения полномочий органов государственного контроля (надзора) и органов по сертификации; недопустимости совмещения одним органом полномочий на аккредитацию и сертификацию; недопустимости внебюджетного финансирования государственного контроля (надзора) за соблюдением технических регламентов. Одна из главных идей закона заключается в том, что: обязательные требования, содержащиеся сегодня в нормативных актах, в том числе и государственных стандартах, вносятся в область технического законодательства – в федеральные законы (технические регламенты); создается двухуровневая структура нормативных и нормативно-правовых документов: технический регламент (содержит обязательные требования) и стандарты (содержат гармонизированные с техническим регламентом добровольные нормы и правила). Разработанная программа реформирования системы стандартизации в РФ была рассчитана на 7 лет (до 2010 года), за это время было необходимо: разработать 450-600 технических регламентов; вынести из соответствующих стандартов обязательные требования; пересмотреть санитарные правила и нормы (СанПин); пересмотреть строительные нормы и правила (СниП), которые уже по сути являются техническими регламентами. Значение введения ФЗ «О техническом регулировании»: введение Закона РФ «О техническом регулировании» в полной мере отражает то, что происходит сегодня в мире области развития экономики; он направлен на устранение технических барьеров в торговле; закон создает условия для вступления России во Всемирную торговую организацию (ВТО). Понятие и классификация измерений. Основные характеристики измерений. Измерение- познавательный процесс, заключающийся в сравнении данной величины с известной величиной, принятой за единицу. Измерения подразделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные. Прямые измерения- процесс, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Простейшие случаи прямых измерений - измерения длины линейкой, температуры - термометром, напряжения - вольтметром и т. п. Косвенные измерения- вид измерения, результат которых определяют из прямых измерений, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. Например, площадь можно измерить как произведение результатов двух линейных измерений координат, объем - как результат трех линейных измерений. Так же сопротивление электрической цепи или мощность электрической цепи можно измерить по значениям разности потенциалов и силы тока. Совокупные измерения- это измерения, в которых результат находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Например, совокупными являются измерения, при которых массу отдельных гирь набора находят по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь. Совместными измеренияминазывают производимые прямые или косвенные измерения двух или нескольких неодноименных величин. Целью таких измерений является установление функциональной зависимости между величинами. Например, совместными будут измерения температуры, давления и объема, занимаемого газом, измерения длины тела в зависимости от температуры и т. д. По условиям, определяющим точность результата, измерения делят на три класса: измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники; контрольно-поверочные измерения, выполняемые с заданной точностью; технические измерения, погрешность которых определяется метрологическими характеристиками средств измерений. Технические измерения определяют класс измерений, выполняемых в производственных и эксплуатационных условиях, когда точность измерения определяется непосредственно средствами измерения. Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разное время, с использованием различны методов и средств измерения, а также в различных по территориальному расположению местах. Единство измерений обеспечивается их свойствами: сходимостью результатов измерений; воспроизводимостью результатов измерений; правильностью результатов измерений. Сходимость - это близость результатов измерений, полученных одним и тем же методом, идентичными средствами измерений, и близость к нулю случайной погрешности измерений. Воспроизводимость результатов измерений характеризуется близостью результатов измерений, полученных различными средствами измерений (естественно одной и той же точности) различными методами. Правильность результатов измерений определяется правильностью как самих методик измерений, так и правильностью их использования в процессе измерений, а также близостью к нулю систематической погрешности измерений. Точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины, т.е. близость к нулю погрешности измерений. Процесс решения любой задачи измерения включает в себя, как правило, три этапа: подготовку, проведение измерения (эксперимента); обработку результатов. В процессе проведения самого измерения объект измерения и средство измерения приводятся во взаимодействие. Средство измерения- техническое средство, используемое при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. В число средств измерений входят меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы и преобразователи, стандартные образцы состава и свойств различных веществ и материалов. По временным характеристикам измерения подразделяются на: статические, при которых измеряемая величина остается неизменной во времени; динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется. По способу выражения результатов измерения подразделяются на: абсолютные, которые основаны на прямых или косвенных измерениях нескольких величин и на использовании констант, и в результате которых получается абсолютное значение величины в соответствующих единицах; относительные измерения, которые не позволяют непосредственно выразить результат в узаконенных единицах, но позволяют найти отношение результата измерения к какой-либо одноименной величине с неизвестным в ряде случаев значением. Например, это может быть относительная влажность, относительное давление, удлинение и т. д. Основными характеристиками измерений являются: принцип измерения, метод измерения, погрешность, точность, достоверность и правильность измерений. Принцип измерений- физическое явление или их совокупность, положенные в основу измерений. Например, масса может быть измерена опираясь на гравитацию, а может быть измерена на основе инерционных свойств. Температура может быть измерена по тепловому излучению тела или по ее воздействию на объем какой-либо жидкости в термометре и т. д. Метод измерений- совокупность принципов и средств измерений. В у помянутом выше примере с измерением температуры измерения по тепловому излучению относят к неконтактному методу термометрии, измерения термометром есть контактный метод термометрии. Погрешность измерений- разность между полученным при измерении значением величины и ее истинным значением. Погрешность измерений связана с несовершенством методов и средств измерений, с недостаточным опытом наблюдателя, с посторонними влияниями на результат измерения. Подробно причины погрешностей и способы их устранения или минимизации рассмотрены в специальной главе, поскольку оценка и учет погрешностей измерений являются одним из самых важных разделов метрологии. Точность измерений- характеристика измерения, отражающая близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Количественно точность выражается величиной, обратной модулю относительной погрешности, т. е. (1) где Q - истинное значение измеряемой величины, Д - погрешность измерения, равная  (2)где Х - результат измерения. Если, например, относительная погрешность измерения равна 10-2%, то точность будет равна 104. Правильность измерений - качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей, т. е. погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются в процессе измерения. Правильность измерений зависит от того, насколько верно (правильно) были выбраны методы и средства измерений. Достоверность измерений- характеристика качества измерений, разделяющая все результаты на достоверные и недостоверные в зависимости оттого, известны или неизвестны вероятностные характеристики их отклонений от истинных значений соответствующих величин. Результаты измерений, достоверность которых неизвестна, могут служить источником дезинформации. Средства измерений. Средство измерений (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменной в течение известного интервала времени. Приведенное определение выражает суть средства измерений, которое, во-первых, хранит или воспроизводит единицу, во-вторых, эта единица неизменна. Эти важнейшие факторы и обуславливают возможность проведения измерений, т.е. делают техническое средство именно средством измерений. Этим средства измерений отличаются от других технических устройств. К средствам измерений относятся меры, измерительные: преобразователи, приборы, установки и системы. |