Метрология и стандартизация. Теоретические вопросы 14 Приведите классификацию средств измерения
 Скачать 307.3 Kb.
|
|
Теоретические вопросы 14 Приведите классификацию средств измерения Средство измерений техническое средство, предназначенное для измерений (определение по 102-ФЗ от 26.06.2008г.); техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени (определение по РМГ 29-99). Классификация средств измерений По техническому назначению: мера физической величины – cредство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью; измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне; измерительный преобразователь – техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи; измерительная установка (измерительная машина) – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте; измерительная система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях; измерительно-вычислительный комплекс – функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи. По степени автоматизации: автоматические; автоматизированные; ручные. По стандартизации средств измерений: стандартизированные; нестандартизированные. По положению в поверочной схеме: эталоны; рабочие средства измерений. По значимости измеряемой физической величины: основные средства измерений той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей; вспомогательные средства измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности.  Рисунок 1.1 – Классификация СИ 6 Дайте определение абсолютной, относительной и приведенной погрешностей измерительного прибора Абсолютная погрешность – это разница между измеренной датчиком величиной Хизм и действительным значением Хд этой величины.  (1)Действительное значение Хд измеряемой величины это найденное экспериментально значение измеряемой величины максимально близкое к ее истинному значению. Абсолютная погрешность выражается в тех же единицах измерения, что и измеряемая величина (например, в м3/ч, мА, МПа и т.п.). Так как измеренная величина может оказаться как больше, так и меньше ее действительного значения, то погрешность измерения может быть как со знаком плюс (показания прибора завышены), так и со знаком минус (прибор занижает). На рисунке 1.2 ниже ∆X и ∆Y - абсолютные погрешности.  Рисунок 1.2 – График Относительная погрешность – это отношение абсолютной погрешности измерения Δ к действительному значению Хд измеряемой величины.  (2)Относительная погрешность выражается в процентах, либо является безразмерной величиной, а также может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Приведенная погрешность – это отношение абсолютной погрешности измерения Δ к нормирующему значению Хн, постоянному во всем диапазоне измерения или его части.   (3)Нормирующее значение Хн зависит от типа шкалы датчика КИП: Если шкала датчика односторонняя и нижний предел измерения равен нулю (например, шкала датчика от 0 до 150 м3/ч), то Хн принимается равным верхнему пределу измерения (в нашем случае Хn = 150 м3/ч). Если шкала датчика односторонняя, но нижний предел измерения не равен нулю (например, шкала датчика от 30 до 150 м3/ч), то Хн принимается равным разности верхнего и нижнего пределов измерения (в нашем случае Хн = 150-30 = 120 м3/ч). Если шкала датчика двухсторонняя (например, от -50 до +150 ˚С), то Хн равно ширине диапазона измерения датчика (в нашем случае Хн = 50+150 = 200 ˚С). Приведенная погрешность выражается в процентах, либо является безразмерной величиной, а также может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Довольно часто в описании на тот или иной датчик указывается не только диапазон измерения, например, от 0 до 50 мг/м3, но и диапазон показаний, например, от 0 до 100 мг/м3. Приведенная погрешность в этом случае нормируется к концу диапазона измерения, то есть к 50 мг/м3, а в диапазоне показаний от 50 до 100 мг/м3 погрешность измерения датчика не определена вовсе – фактически датчик может показать все что угодно и иметь любую погрешность измерения. Диапазон измерения датчика может быть разбит на несколько измерительных поддиапазонов, для каждого из которых может быть определена своя погрешность как по величине, так и по форме представления. При этом при поверке таких датчиков для каждого поддиапазона могут применяться свои образцовые средства измерения, перечень которых указан в методике поверки на данный прибор. 2 Дайте определение понятия «физическая величина». Назовите качественные и количественные характеристики измеряемых величин Физическая величина (ФВ) - Одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Формализованным отражением качественного различия между измеряемыми физическими величинами служит их размерность. Размерность обозначается символом dim, происходящим от слова dimension. Размерность физической величины dim Q – выражение в форме степенного многочлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной ФВ с ФВ, принятыми в данной системе за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1: dimQ L αM β T γ I η (4) где L, M, T, I … – размерности соответствующих основных ФВ; α,β, γ,η … – показателем размерности. Каждый из показателей размерности может быть положительным или отрицательным, целым или дробным числом, нулём. Если все показатели размерности равны нулю, то такую величину называют безразмерной. Она может быть относительной, определяемой как отношение одноимённых величин (например, относительная диэлектрическая проницаемость), или логарифмической, определяемой как логарифм относительной величины (например, логарифм отношения мощностей или напряжений). Размерность является качественной характеристикой измеряемой величины. Она отражает её связь с основными ФВ и зависит от выбора последних. В метрологии для установления различий в количественном содержании свойства для каждого объекта, которое отображается физической величиной, были введены понятия ее размера и значения. Количественной характеристикой любого свойства служит размер. Размер – это объективная количественная характеристика, которая не зависит от выбора единиц измерений. Например, 1000 мг; 1 г; 0,001 кг – три варианта представления одного и того же размера. Каждый из них является значением физической величины (в данном случае – массы) – выражением размера в тех или иных единицах измерений. Значение физической величины – это выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Значение физической величины Q можно представить в виде произведения:  (4)где q – отвлечённое число, которое называется числовым значением, а Q – размер единицы измерения данной ФВ. Значение ФВ можно найти с помощью измерения или вычисления в соответствии с основным уравнением измерения. Единица физической величины – это ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице. Она применяется для количественного выражения однородных ФВ. Размер единицы физической величины – количественная определенность единицы физической величины, воспроизводимой или хранимой средством измерений. Схема передачи размера единицы физической величины представлена на рисунке 1.3.  Рисунок 1.3 - Схема передачи размера единицы физической величины 22 Межотраслевые системы (комплексы) стандартов Современный уровень развития техники характеризуется многономенклатурностью, разнохарактерностью, постоянным возрастанием сложности и малым сроком жизни выпускаемых изделий, что требует определенной «гибкости» и динамичности производства при переходе на выпуск новой техники. Это обстоятельство имеет особое значение при создании крупных автоматизированных систем управления, основанных на единых системах проектно-конструкторской и технологической документации и типовых элементах, отражающих апробированный отечественный и зарубежный передовой опыт. Все эти обстоятельства, а также повышение требований к охране окружающей среды и безопасности труда, связанных со всеми отраслями народного хозяйства, привели к созданию ряда крупных общетехнических систем стандартов и комплексов стандартов. Основываясь на государственной системе стандартизации, общетехнические системы стандартов объединяют десятки и сотни прогрессивных стандартов, охватывающих все этапы жизненного цикла изделий. Межотраслевые системы представлены государственными (национальными) и межгосударственными стандартами (табл. 4.2). В перспективе межотраслевые системы стандартов, выполняющие роль общетехнических систем, трансформируются в общетехнические системы технического регулирования, так как в их состав будут входить не только национальные стандарты, но и технические регламенты. Как отмечалось выше, наличие системы может быть доказано, если она представлена в документированном виде. Документирование – деятельность по установлению структуры и состава документации. Поэтому значительная часть межотраслевых стандартов представлена в Информационном указателе стандартов (составленном по кодам Общероссийского классификатора стандартов, представляющего аутентичный текст Международного классификатора стандартов ИСО) в разделе 01 «Общие положения. Терминология. Стандартизация. Документация». Таблица 1.2 - Перечень систем межгосударственных и государственных стандартов
 Продолжение таблицы 1.2 Все межотраслевые стандарты можно условно разделить на три направления: стандарты, обеспечивающие качество продукции (работ, услуг); стандарты по управлению и информации; стандарты социальной сферы. Если большинство систем стандартов представлены ГОСТ и ГОСТ Р, то Единая система классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации (ЕСКК ТЭИ) представлена такой категорией НД, как общероссийские классификаторы. Пропуски между шифрами связаны с двумя причинами: утратой практической значимости некоторых комплексов; наличием комплексов стандартов в области военной техники. Как следует из таблицы 1.2 в обозначении ГОСТ и ГОСТ Р, входящих в комплекс стандартов, в частности в регистрационных номерах, первые цифры с точкой – шифры, они определяют комплекс стандартов. Но не по всем направлениям стандартизации межотраслевых правил успел сложиться достаточный по численности комплекс стандартов: некоторые из них, имея в обозначении аббревиатуру, не имеют в обозначении шифр системы (например, система автоматического проектирования – САПР); другие пока являются «зародышами» очень перспективных систем (например, система электронного обмена данными), а поэтому в своем обозначении не имеют элементов, показывающих их принадлежность к системе. Будущее других систем неопределенно (ГОСТ с шифром 29. по эргономике, ГОСТ с шифром 27. по надежности). |