Средства измерений и их характеристики. Классификация средств измерений. Эталоны и образцовые средства измерений. Реферат Анфалов. Реферат по теме Средства измерений и их характеристики. Классификация средств измерений. Эталоны и образцовые средства измерений
 Скачать 25.63 Kb.
|
|
Реферат по теме «Средства измерений и их характеристики. Классификация средств измерений. Эталоны и образцовые средства измерений» Выполнил: студент «СГХТ» гр. ПРг-3 Анфалов Савелий Соликамск 2023 Содержание 1. Введение 2. Средства измерений, их характеристики и классификация 3. Эталоны и образцовые средства измерений 4. Заключение 5. Литература Введение Технический прогресс, совершенствование технологических процессов, производство точных, надежных и долговечных машин и приборов, повышение качества продукции, обеспечение взаимозаменяемости и кооперирования производства невозможны без развития метрологии и постоянного совершенствования техники измерений. Метрология — наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства. Основные проблемы метрологии: развитие общей теории измерений; установление единиц физических величин и их системы; разработка методов и средств измерений, а также методов определения точности измерений; обеспечение единства измерений, единообразия средств и требуемой точности измерения; установление эталонов и образцовых средств измерений; разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений и др. Важнейшая роль в решении указанных проблем отводится государственной метрологической службе, имеющей научно-исследовательские институты и разветвленную сеть лаборатории государственного надзора и других организаций. Большую роль в развитии метрологии сыграл Д. И. Менделеев, который руководил метрологической службой в России в период 1892—1907 гг. Под измерением понимают нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специально для этого предназначенных технических средств. Основное уравнение измерения имеет вид Q = qU, где Q — значение физической величины, q — числовое значение физической величины в принятых единицах, U — единица физической величины. Единица физической величины — физическая величина фиксированного размера, принятая по согласованию в качестве основы для количественного оценивания физических величин той же природы. Измерения производят как с целью установления действительных размеров изделий и соответствия их требованиям чертежа, так и для проверки точности технологической системы и подналадки ее для предупреждения появления брака. Вместо определения числового значения величины для упрощения часто проверяют, находится ли действительное значение этой величины (например, размер детали) в установленных пределах. Процесс получения и обработки информации об объекте (параметрах детали, механизма, процесса и т. д.) с целью определения его годности или необходимости введения управляющих воздействий на факторы, влияющие на объект, называется контролем. При контроле деталей проверяют соответствие действительных значений геометрических, механических, электрических и других параметров допустимым значениям этих параметров. Для унификации единиц физических величин в международном масштабе создана Международная система единиц СИ. Средства измерений, их характеристики и классификация Средствами измерения называют технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. Основными видами средств измерений являются: - меры; - измерительные приборы; - измерительные преобразователи; - измерительные устройства; - информационные измерительные системы. Нормированные метрологические характеристики у технических средств необходимы для того, чтобы определить погрешность измерения. Мера - это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины определенного размера, выраженного в принятых единицах. Например, гиря - мера массы, измерительный резистор - мера электрического сопротивления, линейка - мера длины и т.д. Измерительный прибор - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия. По характеру показаний различают: - показывающие измерительные приборы; - регистрирующие измерительные приборы. По форме представления показаний различают: - аналоговые измерительные приборы; - цифровые измерительные приборы. Средства измерения в зависимости от их назначения делят на три категории: - рабочие; - образцовые; - эталоны. Измерения в зависимости от предъявляемых требований к точности результатов подразделяют на: - лабораторные; - технические. По способу получения численного значения искомой величины измерения подразделяются на три вида: - прямые измерения; - косвенные измерения; - совместные или совокупные измерения. Методом измерений называют совокупность приемов использования средств измерения и принципов измерений. Различают два основных метода измерений: - метод непосредственной оценки; - метод сравнения с мерой. По способу проведения измерения метод сравнения подразделяют на: - нулевой метод; - разностный или дифференциальный метод; - метод совпадения. Метрологические характеристики средств измерений. Метрологическими характеристиками средств измерений называют характеристики, которые дают возможность судить об их пригодности для измерения в определенном диапазоне с определенной точностью. Важнейшими метрологическими характеристиками являются: 1) диапазон измерений; 2) погрешности средств измерения; 3) порог чувствительности измерительного прибора или преобразователя; 4) вариация измерительного прибора или преобразователя. Внутри диапазона измерения связь между сигналами на входе X и выходе У средств измерения определяется зависимостью Y=f(X), которая называется статической характеристикой средств измерения. У показывающих приборов статическая характеристика зафиксирована шкалой, поэтому эту зависимость называют еще уравнением шкалы прибора. Для измерительных преобразователей такую же роль, как и диапазон измерений, играет диапазон преобразования, а для некоторых разновидностей мер - номинальное значение воспроизводимых ими величин. Для всех средств измерения устанавливаются пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей. Пределом допускаемой основной погрешности называют наибольшую (без учета знака) основную погрешность средства измерений, при которой оно еще будет признано годным и допущено к эксплуатации. Пределом допускаемой дополнительной погрешности называют наибольшую дополнительную погрешность средства измерения, при которой оно еще будет признано годным и допущено к эксплуатации. Средствам измерений присваиваются классы точности, условное обозначение которых совпадает с выраженным в процентах значением приведенной допускаемой основной погрешности. Класс точности к обозначается числом из следующего ряда к = (1; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0>10п, где п=1; 0; -1; -2... Следует отметить, что средства измерений, имеющие несколько диапазонов измерения, могут иметь несколько классов точности. Эталоны и образцовые средства измерений Все вопросы, связанные с хранением, применением и созданием эталонов, а также контроль за их состоянием, решаются по единым правилам, установленным ГОСТом «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения» и ГОСТом «ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Порядок разработки и утверждения, регистрации, хранения и применения». Классифицируются эталоны по принципу подчиненности. По этому параметру эталоны бывают первичные и вторичные. Первичный эталон должен служить целям обеспечения воспроизведения, хранения единицы и передачи размеров с максимальной точностью, которую можно получить в данной сфере измерений. В свою очередь, первичные могут быть специальными первичными эталонами, которые предназначены для воспроизведения единицы в условиях, когда непосредственная передача размера единицы с необходимой достоверностью практически не может быть осуществлена например для малых и больших напряжений, СВЧ и ВЧ. Их утверждают в виде государственных эталонов. Поскольку налицо особая значимость государственных эталонов, на любой государственный эталон утверждается ГОСТом. Другой задачей этого утверждения становится придание данным эталонам силы закона. На Государственный комитет по стандартам возложена обязанность создавать, утверждать, хранить и применять государственные эталоны. Вторичный эталон воспроизводит единицу при особенных условиях, заменяя при этих условиях первичный эталон. Он создается и утверждается для целей обеспечения минимального износа государственного эталона. Вторичные эталоны могут делиться по признаку назначения. Так, выделяют: 1) эталоны—копии, предназначенные для передачи размеров единиц рабочим эталонам; 2) эталоны—сравнения, предназначенных для проверки невредимости государственного эталона, а также для целей его заменяя при условии его порчи или утраты; 3) эталоны—свидетели, предназначенные для сличения эталонов, которые по ряду различных причин не подлежат непосредственному сличению друг с другом; 4) рабочие эталоны, которые воспроизводят единицу от вторичных эталонов и служат для передачи размера эталону более низкого разряда. Вторичные эталоны создают, утверждают, хранят и применяют министерства и ведомства. Существует также понятие «эталон единицы», под которым подразумевают одно средство или комплекс средств измерений, направленных на воспроизведение и хранение единицы для последующей трансляции ее размера нижестоящим средствам измерений, выполненных по особой спецификации и официально утвержденных в установленном порядке в качестве эталона. Есть два способа воспроизведения единиц по признаку зависимости от технико—экономических требований: 1) централизованный способ – с помощью единого для целой страны или же группы стран государственного эталона. Централизованно воспроизводятся все основные единицы и большая часть производных; 2) децентрализованный способ воспроизведения – применим к производным единицам, сведения о размере которых не передаются непосредственным сравнением с эталоном. Трансляция размера может происходить разными методами поверки. Как правило, передача размера осуществляется известными методами измерений. С одной стороны, существует определенный недостаток передачи размера ступенчатым способом, который подразумевает, что порой происходит потеря точности. С другой стороны, есть здесь и свои положительные моменты, которые подразумевают, что данная многоступенчатость помогает оберегать эталоны и передавать размер единицы всем рабочим средствам измерения. Существует также понятие «образцовые средства измерений», которые используются для закономерной трансляции размеров единиц в процессе поверки средств измерения и используются лишь в подразделениях метрологической службы. Разряд образцового средства измерения определяется в ходе измерений метрологической аттестации одним из органов Государственного комитета по стандартам. При необходимости особо точные рабочие средства измерения в вышеуказанном порядке могут быть аттестованы на обусловленный период как образцовые средства измерения. И наоборот, образцовые средства измерения, не прошедшие очередную аттестацию по разным причинам, используются как рабочие средства измерения. Создаются также и специальные эталоны, которые воспроизводят единицу в особых условиях (высокие и сверхвысокие частоты механических и электромагнитных колебаний, высокие и сверхвысокие значения энергии, давления, температуры, особые состояния вещества и т.п.). Первичные и специальные эталоны, утвержденные Ростехрегулированием (ранее Госстандартом России) в качестве исходных, называются государственными эталонами. На каждый их них утверждается национальный (государственный) стандарт. Основные единицы Международной системы единиц (СИ) воспроизводятся с помощью государственных эталонов централизованно. Также централизованно воспроизводятся большинство важнейших производных единиц СИ: (ньютон (Н), джоуль (Дж), паскаль (Па), ом (Ом), вольт (В), генри (Г), вебер (Вб) и др.). Производные единицы, размер которых не может передаваться прямым сравнением с эталоном (например, единицы площади, объема), передаются посредством косвенных измерений, выполняемых в органах метрологической службы с помощью образцовых средств измерений. Для выполнения большого объема поверочных работ и для обеспечения сохранности государственных эталонов в метрологической практике широко используются вторичные эталоны, размеры которых передаются от первичных эталонов. По своему назначению вторичные эталоны делятся на эталоны-копии, эталоны сравнения, эталоны-свидетели и рабочие эталоны. Эталон-копия предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Обычно эталоны-копии создаются при большом количестве поверочных работ с целью предохранения первичного или специального эталона от преждевременного износа. Эталон сравнения применяется для сличения эталонов, которые по каким-либо причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом. Эталон-свидетель применяется для проверки сохранности государственного эталона и для его замены в случае потери или утраты. Рабочий эталон предназначен для хранения единицы и передачи ее размера образцовым средствам измерений высшей точности (измерительным приборам высокой точности и наиболее точным рабочим мерам). Государственные эталоны находятся на хранении в метрологических институтах России, а вторичные используются в них, а также в других крупных органах Государственной метрологической службы. По разрешению Ростехрегулирования допускается хранение и использование вторичных эталонов в органах ведомственных метрологических служб. В Международном бюро мер и весов хранятся международные эталоны единиц физических величин, по которым периодически производятся сличения национальных эталонов. Например, эталоны килограмма и метра сличаются раз в 25 лет. Заключение В ходе проведенного исследования было рассмотрены основы технических измерений. Для достижения цели исследования был решен следующий комплекс задач: Общая характеристика объектов и средств измерений Понятие видов и методов измерений Классификация и общая характеристика средств измерений Метрологические свойства и метрологические характеристики средств измерений Основы теории и методики измерений; Основные цели и задачи были достигнуты. Получены комплексные знания по оформлению научных статей и рефератов. Основной задачей федеральных органов исполнительной власти, в первую очередь Ростехрегулирования как национального органа по метрологии, является организация выполнения на практике положений ФЗ РФ «Об обеспечении единства измерений». Реализация его положения требует пересмотра всего массива нормативных документов в области метрологии. В связи с освоением новых, так называемых критических технологий (включая нанотехнологии) резко возрастают требования к точности измерений и, как следствие, к качеству эталонной базы. Предстоит решить комплекс задач метрологического обеспечения разработки и освоения критических технологий. Возрастает роль метрологии в разработке технических регламентов, поскольку доказательная база внедрения и соблюдения ТР состоит преимущественно из документов, регламентирующих методики выполнения измерений, прослеживаемых к современным эталонам. Литература https://tech.wikireading.ru/10117 https://tech.wikireading.ru/10119 https://bank.nauchniestati.ru/primery/referat-na-temu-metrologiya-sredstva-izmereniya/ https://lektsii.org/16-19858.html |