Метрология. Учебное пособие. 2006 г. Введение 2 Глава измерение физических величин 4 Объекты измерений 4

• Название: Учебное пособие. 2006 г. Введение 2 Глава измерение физических величин 4 Объекты измерений 4
• Анкор: Метрология
• Дата: 18.05.2022
• Размер: 1.42 Mb.
• Имя файла: Lektsii_metrologia.doc
• Тип: Учебное пособие; #537377
• страница: 1 из 11

ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ.

Учебное пособие. 2006 г.

ВВЕДЕНИЕ 2

Глава 1. ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 4

1.1. Объекты измерений 4

Понятие физической величины и ее единицы измерения 4

Шкалы измерений 8

Системы единиц физических величин 9

Международная система единиц физических величин 11

1.2. Виды и методы измерений 18

Понятие измерения 18

Классификация измерений 19

Методы измерений 21

1.3. Погрешности измерений 25

Классификация погрешностей измерений 26

Оценка случайной погрешности 31

Глава 2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ 39

2.1. Классификация средств измерений 40

2.2. Статические и динамические характеристики средств измерений 46

Характеристики средств измерений при статических измерениях 46

Динамические характеристики средств измерений, обусловленные инерционностью средств измерений 49

Структурные схемы средств измерений 55

2.3. Метрологические характеристики средств измерений 57

Погрешности средств измерений 58

Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование 63

Классы точности средств измерений 67

ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИЯ И ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ 74

3.1. Подготовка к измерениям 74

Методика выполнения измерений 76

3.2. Обработка результатов измерений 77

Обнаружение грубых погрешностей в результатах измерений 78

Обработка результатов измерений 79

Проверка соответствия результатов измерения закону нормального распределения 84

3.3. Метрологическое обеспечение 86

Основы метрологического обеспечения 87

Метрологические службы и службы обеспечения единства измерений 89

Метрологический контроль и надзор 93

Система передачи размеров единиц физических величин от эталонов к рабочим средствам измерений 98

Библиографический список 102

ВВЕДЕНИЕ

Метрология является наукой, изучающей измерения, значение которых в современном обществе чрезвычайно велико. Ни одна из отраслей промышленности не может существовать без развернутой системы измерений, определяющей течение всех технологических процессов, контроль и управление ими, а также свойства выпускаемой продукции. Измерения широко применяют для учета материальных ресурсов, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей, безопасности труда, в медицине, торговле, спорте, строительстве и т.д. Практически нет ни одной сферы деятельности человека, где бы ни использовалась измерительная информация, т.е. результаты измерений величин.

Метрология находится в тесной связи с другими науками. Благодаря точным измерениям величин, количественно характеризующих изучаемые физические явления, появились многие научные открытия и технические достижения. Метрология должна опережать в своем развитии другие области науки и техники, т.к. для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования.

Метрология имеет и социальную сторону, т.к. отрицательные последствия от недостоверных результатов измерений в отдельных случаях могут быть катастрофическими (например, при измерении уровня радиации). Очевидно, что только гарантированная точность результатов измерений является основой правильности принимаемых решений.

Слово «метрология» образовано из двух греческих слов: «метрон» – мера и «логос» – учение, таким образом, дословный перевод слова «метрология» – учение о мерах. В современной практике метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Единством измерений называют такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Первым условием обеспечения единства измерений является представление результата измерений в узаконенных единицах измерения, которые были бы одинаковыми всюду, где проводят измерения и используют их результаты. Так, в различных странах, где принята Международная система единиц, результаты измерения температуры среды выражают в кельвинах или градусах Цельсия, массы – в килограммах, длины – в метрах.

Важнейшей задачей метрологии является обеспечение единства измерений, которое необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах (странах), в разное время, с использованием разных методов и средств измерений. Единство измерений поддерживают путем передачи единиц величин от государственных эталонов (эталонов наивысшей точности) к рабочим средствам измерений.

Второе условие соблюдения единства измерения – необходимость выполнить их так, чтобы погрешности, неизбежно сопровождающие результат измерения, были бы известны и не превышали допускаемые пределы. Наиболее существенной в результате измерения является погрешность используемого средства измерения, которую указывают в прилагаемом к нему техническом описании (паспорте, технических условиях и др.). Однако, во многих случаях необходимо также учитывать погрешность метода измерения и другие составляющие общей (суммарной) погрешности измерения. Их заранее рассчитывают, многократно проводя измерения величины, и указывают в специальном документе – методике выполнения измерений.

В настоящее время стремительно растут требования к точности измерений, быстроте получения измерительной информации и к ее качеству. Автоматизация производства, внедрение гибких систем его управления обусловливают необходимость использования систем автоматического контроля и полной автоматизации измерений. Соответственно, возрастают требования к квалификации операторов, к подготовке специалистов в области точных измерений.

Значимость и ответственность измерений обусловливают необходимость установления в законодательном порядке комплекса правовых и нормативных актов и положений, к числу которых относят Закон «Об обеспечении единства измерений», а также нормативные документы Госстандарта России¹, постановления Правительства РФ по отдельным вопросам метрологической деятельности и другие документы.

Основными задачами метрологии являются установление допущенных к применению единиц физических величин, обеспечение единства и необходимой точности измерений, разработка новых методов точных измерений и методов оценки погрешностей результатов измерений, создание и усовершенствование эталонов.

В метрологии различают три самостоятельных и взаимно дополняющих раздела: теоретическую, практическую и законодательную метрологию. В теоретической метрологии излагаются общие положения теории измерений. Прикладная метрология посвящена изучению вопросов практического применения в различных сферах деятельности результатов теоретических исследований. Законодательная метрология включает комплексы общих правил требований и норм, направленных на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений и нуждающихся в регламентации и контроле со стороны государства.

Учебное пособие включает 3 главы, в которых рассмотрены основные понятия и определения метрологии, виды измерений, источники погрешностей измерений, характеристики средств измерений, закономерности формирования результата измерений, алгоритмы обработки многократных измерений. Особое внимание уделено вопросам метрологического обеспечения: научным, организационным, нормативным и правовым основам.