Метрология теоретическая Часть метрология метрология
 Скачать 5.37 Mb.
|
|
Прикладная МЕТРОЛОГИЯ Теоретическая Часть 1. МЕТРОЛОГИЯ МЕТРОЛОГИЯ – это наука об _____________, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения ____________________ требуемой точности Законодательная измерениях принимать обоснованные решения! Измерения нужны во многих видах деятельности для того чтобы … Медицина Наука Образование Производство Охрана окружающей среды Оценка соответствия Торговля Основные понятия в метрологии ЕДИНСТВО ИЗМЕРЕНИЙ – состояние измерений, при котором: результаты измерений выражены в … показатели точности измерений не выходят за … определение количественного значения величины путем ее сравнения с другой однородной величиной, принятой за единицу ИЗМЕРЕНИЕ – допущенных к применению единицах величин установленные границы ГОСТ 8.417 – 2002 Единицы величин История метрологии Международная система единиц (СИ) - наиболее широко используемая система единиц в мире Принята в 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам Система состоит из основных и производных единиц подлежат обязательному применению метр килограмм Каким образом воспроизводятся единицы измерений? – имеют наивысшую в РФ точность, утверждены в установленном порядке Эталоны единиц величин единицу величины при поверке (калибровке) для поверки (калибровки) рабочих средств измерений Система передачи размера единиц величин 160 шт. Рабочие эталоны Находятся в гос. и частной собственности Находятся в гос. НИИ От гос. первичного эталона размер единицы передается рабочим эталонам, а от них – рабочим средствам измерений по «цепочке» сверху вниз (от более точных средств к менее точным) в соответствии с поверочной схемой. - Устанавливает методы и средства передачи размера единицы Каким образом происходит передача размера единицы от эталона к средству измерений? Штангенциркуль (показание 100,03 мм) Передача размера единицы длины при калибровке штангенциркуля Набор плоскопараллельных мер длины (рабочие эталоны) Мера длины 100 мм Номинальный размер меры 100 мм Отклонение показаний прибора не должно превышать его допускаемую погрешность (указана в паспорте) Передача размера единицы массы при калибровке весов Гиря 50 г (рабочий эталон) Набор гирь (рабочие эталоны) Система передачи размера единиц величин Рабочие эталоны Эта система обеспечивает ПРОСЛЕЖИВАЕМОСТЬ эталонов, единиц и результатов измерений Каждое рабочее средство измерений должно быть «прослеживаемо» к гос. первичному эталону. Иначе это может привести к потере точности и невоспроизводимости результатов измерений (утрате единства измерений) 2008 Установлены обязательные требования Измерения в области
… Всего 19 Федеральный Закон № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», 2008 г. ФЗ 102 Не установлены обязательные требования Единство измерений в масштабах РФ обеспечивается: Для измерений в сфере гос. регулирования – обязательно «Нельзя управлять тем, чего нельзя измерить»
техническое характеристики
Метрологические характеристики средств измерений (влияют на результат измерений) Погрешность СИ Чувствитель- ность Разрешающая способность прибора Вариация показаний Класс точности … - это обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. 0,05 0,1 0,2 0,5 1 1,5 2,5 4 Класс точности средства измерений высокоточные технические Определите погрешности вольтметров при напряжении 10 В Конечное значение диапазонов измерений Класс точности 0,5 Расположите манометры в порядке: Увеличения измеряемого давления Уменьшения точности А B С При измерении силы тока двумя амперметрами класса точности – 1,0 и 1,5 и пределами измерения – 5 А и 10 А соответственно наибольшая возможная разница показаний равна _____ А. 0,1 0,2 0,5 2,5 Амперметр, имеющий класс точности 1,0 и предел измерения 5 А, измерит ток 3,5 А с относительной погрешностью не более ____ %. 0,7 1,0 1,4 1,5 Если при измерении мощности ваттметром класса точности 1,0 с диапазоном измерения от 0 до 500 Вт показание прибора равно 245 Вт, погрешность градуировки шкалы составляет + 4 Вт, то результат измерения должен быть представлен в виде… (249 ± 5) Вт (241 ± 4) Вт (241 ± 5) Вт (245 ± 8) Вт Как правильно выбрать прибор? Выбор средств измерений Эмпирическое правило 1:10 (если прибор различает не менее 1/10 от допуска – наилучший случай) Выбор средств измерений Прибор ОК Прибор приемлем в зависимости от его важности, стоимости и пр. Прибор не подходит 1 2 3 Как правильно выбрать прибор? 1. Термометр биметаллический БТ3 (±1 С) 2. Портативный цифровой термометр testo 905 (±0,5 С) 3. Термометр многоканальный ТМ-12м (±0,1 С) Выберите прибор для измерения температуры воздуха в помещении, допуск ± 2 С. Выбор обоснуйте! Метрологические характеристики штангенциркулей Выберите штангенциркуль для измерения размера (15,75 ± 0,25) мм. Выбор обоснуйте!
Погрешность средств измерений (инструментальная) ∆ = Хизм – Хд Измеренное значение Действительное значение (по рабочему эталону) Если ∆ входит в интервал ±∆доп то прибор ГОДЕН Каким образом выбор средства измерений влияет на качество продукции? ТОЧНОСТЬ – степень близости результата измерений к … Как измерить величину со 100%-ной точностью? Идеальный объект + идеальный субъект + идеальный прибор истинному значению величины Точного знания значения измеряемой величины НЕ СУЩЕСТВУЕТ! Результат измерения зависит от различных факторов и является СЛУЧАЙНОЙ величиной Задача: измерить температуру в помещении (С)
точность прибора квалификация оператора внешние условия и пр. Способы оценки точности измерений ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ – разность между измеренным и … значением величины сумма систематической и случайной составляющих действительным НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ – это неотрицательный параметр, характеризующий разброс значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине Например, стандартное отклонение или доверительный интервал Стандартная неопределенность измерений Исходные данные Standard uncertainty (u) - неопределенность результата, выраженная в виде стандартного отклонения Результаты многократных измерений (n 3) Погрешность прибора из технической документации, сертификата о калибровке Вид распределения вероятностей Неопределенность констант и справочных данных И пр. Вычисление стандартной неопределенности типа А - стандартная неопределенность входной величины В статистике: СКО единичного измерения S(x) - стандартная неопределенность единичного измерения - среднее арифметическое В статистике: СКО среднего арифметического Вычисление стандартной неопределенности типа В Если в технич. документации или сертификате дан предел допускаемой погрешности (±а) указана доверительная вероятность Р Р=95% Р=99,7% ½ f(x) f(x) В документации весов указан предел допускаемой погрешности ±0,15 мг Вычислите стандартную неопределенность В документации весов указан предел допускаемой погрешности ±0,15 мг с достоверностью 95 % Вычислите стандартную неопределенность – для прямых измерений Вычисление суммарной неопределенности Вычисление расширенной неопределенности коэффициент охвата Для большинства случаев k=2. Однако если число повторных измерений мало, то k равен коэффициенту Стьюдента Вычислите стандартные неопределенности измерения температуры в помещении (тип А и В)
Вычислите суммарную и расширенную неопределенности измерения температуры в помещении
|