Метрология-наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, о способах достижения требуемой точности.

Стандартизация-это наука, устанавливающая правила с целью упорядочивания деятельности в определённой области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон для достижения оптимальной экономии при соблюдении норм эксплуатации.

Мера-средство измерения в виде ус-ва, служащего для воспроизведения одного или нескольких значений данной физ. величины.

Измерение-процесс сравнения, путём физ. эксперимента искомой величины с величиной того же рода, принятой за единицу измерения.

Измерительный прибор-ср-во измерения в виде ус-ва, показания которого или сигнал пропорционален изм. физ. величине.

Стандарт-нормативный технич. документ по стандартизации, устанавливающий комплекс норм, правил и требований, предъявляемый к объекту стандарта(продукция, услуги).

Физ. величина-это х-ка одного из св-в физ. объекта, общая в качественном отношении многим физ. объектам, но в количественном отношении индивидуальна для каждого объекта.

Значение физ. величины-оценка её размера в виде некоторого числа, принятых для неё единиц, или числа по принятой для неё шкале.

Погрешность-отклонение результата измерения от истинного значения изм. величины.

Чувствительность-опред. отношением вых. сигнала(показания прибора) к вх. сигналу изм. величины.

Шумы-это любой сигнал, кот.не несёт полезной информации и может стать источником ошибок.

Точность-показывает, как близко измеренное значение к истинному значению изм. параметра.

Презиционность-показывает как точно или отчётливо можно произвести отчёт. Она опред. тем, на сколько близки друг к другу результаты 2-ух идентичных измерений.

Поверочная схема-нормативный документ, кот.устанавливает соподчинение ср-в измерений участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим ср-вам измерений с указанием методов и погрешности.

Аналоговый изм. прибор-ср-во измерения, показания кот.явл. непрерывной функцией изм. величины.

Цифровой изм. прибор-ср-во измерения, автоматически вырабатывающее дискретные сигналы изм. информации, показания кот.представлены в циф. форме.

Разрешение прибора-наименьшее изменение измеряемого значения, на кот.прибор будет реагировать.

Сертификация-подтверждение соответствия качественных характеристик товара и услуг стандартам качества.

Правильность результатов измерений - характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей результата измерений.

Метрологическая служба-это сеть метрологич. органов и их деятельность, направленная на обеспечение единства измерений.

Шкалы физ. величин

Не физ. величины, для кот.единица измерения в принципе не может быть введена, могут быт только оценены. Оценивание х-к производится с помощью шкал.

В теории измерений выделяют 5 основных типов шкал:

1. Шкала наименований характеризуется только отношением эквивалентности (равенством).Пример такой шкалы.- классификация (оценка) цвета объекта по наименованиям (красный, белый, сине-зелёный и т. д.), опирающаяся на стандартные атласы цветов (в атласах цвета могут обозначаться усл. номерами).

2. Шкала порядка, это расположенные в порядке убывания или возрастания размеры изм. величины. Расстановка размеров в той или иной последовательности наз. ранжированием. Для облегчения измерений по шкале порядка, некоторые точки на ней фиксируют в качестве опорных (реперные). Недостатком реперных шкал явл. неточность интервалов между опорными точками. Поэтому баллы нельзя складывать, вычитать, делить, перемножать и т.д. Примером явл. знания студентов по баллам, землетрясение по 12 бальной шкале, сила ветра по шкале Бофорта, чувствительность плёнок т т.д.

3. Шкала разностей (интервалов) отличается от шкалы порядка тем, что по шкале интервалов можно судить не только о том, что размер одного объекта больше другого, но и на сколько он больше Можно вычитать и складывать. Характерный пример - шкалы времени; интервалы времени можно суммировать или вычитать, складывать же даты к.-л. событий бессмысленно. Шкалы разностей имеют усл. нуль (напр., шкала Цельсия).

4. Шкала отношений описывает свойства объектов в отношении эквивалентности, порядка, пропорциональности или суммирования (а следовательно, и вычитания, и умножения). В шкале отношений существует нулевое значение. Примеры шкал отношений - шкала массы, термодина-мич. температурная шкала, шкала длин.

5. Абсолютные шкалы обладают всеми признаками шкал отношений, но дополнительно в них существует естественное однозначное определение единицы измерения. Такие шкалы соответствуют относит. величинам. К таким величинам относятся коэф. усиления, добротность колебат. системы, коэф. ослабления и т. п. Среди абс. шкал выделяются ограниченные по диапазону шкалы, значения к-рых находятся в пределах от 0 до 1. Они характерны для кпд, коэф. трансформации, коэф. мощности.

Классификация эталонов физ. величин

Эталон – ср-во измерений(или комплекс ср-в измерений), предназначенное для воспроизведения и хранения единицы физ. величины и с целью передачи ее размера др. средствам измерений данной физ. величины. Эталоном становятся только те средства измерения, которые получили статус эталона в установленном порядке.

Существует несколько видов эталонов: первичные, вторичные, исходные, рабочие, национальные, государственные, международные.

Классифицируются эталоны на рабочие первичные и вторичные:

1)Первичный эталон- эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

Первичный специальный- первичный эталон, воспроизводящий единицу в специфических условиях (высокие и сверхвысокие частоты, малые и большие энергии, давления, температуры, особые состояния вещества и т.п.).

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы физической величины в особых условиях, в которых прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью не осуществима и для этих условий заменяет первичный эталон.

Транспортируемый эталон – эталон (иногда специальной конструкции), предназначенный для его транспортирования к местам поверки (калибровки) средств измерений или сличений эталонов данной единицы.

2) Вторичный эталон – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.

А) Эталон-свидетель - предназначен для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты.

Б) Эталон-копия - предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Эталон-копия представляет собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он всегда является его физической копией.

В) Эталон-сравнения-применяются для сличения эталонов, кот.по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Размер, воспроизводимый вторичным эталоном, всегда сравнивается с эталоном государственным.

3) Рабочий эталон - применяется для передачи размера единицы от эталона-копии образцовым средствам измерения и в отдельных случаях - наиболее точным рабочим средствам измерений.

4) Исходный эталон ) – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами из имеющихся в данном виде измерений (в стране или группе стран, в регионе, министерстве (ведомстве), организации, предприятии или лаборатории), от которого получают размер единицы подчиненные ему средства измерений.

А также:

Государственный первичный эталон — первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.

Национальный эталон — эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны.

Международный эталон — эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Классификация электрорадиоизмерительных приборов:

1.В зависимости от метода измерения:

А)приборы непосредственной оценки – показывающие циф. значение изм. величины.

Б)приборы сравнения.

2.От способа выдачи результатов измерений:

А)показывающие-с визуальным отсчётом;

Б)регистрирующие(самопишущие,самопичатающие);

В)интегрирующие(сум. значение за опред. промежуток времени)

3)По принципу действия:

А)электромеханические:

магнитоэлектрические;

электромагнитные;

электродинамические;

электростатические;

б)электронные;

аналоговые (Аналоговый изм. прибор-ср-во измерения, показания кот.явл. непрерывной функцией изм. величины.)

Они делятся на 4 группы:

А)приборы для измерения параметров и х-к активных и пассивных элементов эл. схем.

Б)приборы для измерения параметров и х-к сигналов (осциллографы, вольтметры, частотомеры, анализаторы спектров

В)измерительные генераторы

Г) элементы изм. схем (фазовращатели, преобразователи, аттенюаторы).

цифровые(Цифровой изм. прибор-ср-во измерения, автоматически вырабатывающее дискретные сигналы изм. информации, показания кот. представлены в циф. форме)

4)По назначению:

А-амперметры, В-вольтметры, Г-генераторы, Е-приборы, для изм. параметров цепей с сосредоточенными постоянными, Л-приборы, для поверки или для проверки работоспособности и измерения параметров диодов, транзисторов и микросхем., М-приборы, для изм. мощности, Р- приборы, для изм. параметров цепей с распределёнными постоянными, С-приборы, для наблюдения и исследования форм сигналов и спектров., Ф-фазометры, Ч-частотомеры.

Государственная стандартизация – форма развития и проведения стандартизации, осуществляемая под руководством государственных органов по единым государственным планам стандартизации.

Единые гос. системы стандартов:

На основе комплексной стандартизации в РБ разработаны системы стандартов, каждая из кот.охватывает опред. сферу деятельности, проводимой в общегосударственном масштабе или в опред. отраслях народного хозяйства.

К подобным системам относятся гос. система стандартизации (ГСС), единая система конструкторской документации(ЕСКД),единая система технологич. документации (ЕСТД), единая система классификации и кодирования технико-экономич. информации, гос. система обеспечения единства измерений(ГСИ), гос. система стандартов безопасности труда(ГСБТ) и т.д.

Рассмотрим некоторые из них:

1)ГСС РБ начала формироваться в 1992 году. Её основой явл. Фонд законов, актов, норматив.документов по стандартизации. Фонд представляет 4-ёх уровневую систему:

А)гос. стандарты, классификаторы тех.-эконом. информации

Б)техническое законодательство-правовая основа ГСС.

В)Стандарты отрасли и стандарты научно-тех. и инженерных обществ

Г)Стандарты предприятий и тех. уровни

2)ЕСКД-это система устанав. для всех организаций страны порядок организации, проектирования, единые правила выполнения и оформления чертежей и ведения чертёжного хоз-ва, что упрощает проектно-конструкторские работы, способствует повыш. кач-ва и уровня взаимозаменяемости изделий и облегчает чтение и понимание чертежей. ЕСКД вкл. в себя более 200 стандартов.

3)ЕСТД-предст.собой комплекс гос. стандартов устанав.: а)формы документации общего назначения; б)правила оформления технологич. процессов и формы документации для процессов литья, раскроя и нарезки заготовок мех. и термической обработки сварочных работ, процессов, специфичных для отраслей радиотехники, электроники и т.д.

Сущ. тесная связь между ЕСКД и ЕСТД. Они играют большую роль в улучшении управлением производства, повыш. его эффективности во внедрении автоматизированных систем управлении.

4)ГСИ-устанав. общие правила и нормы метрологич. обеспечения. Основ. Объектами стандартизации ГСИ явл.: а)единицы физ. величины; б)гос. эталоны и общесоюзные поверочные схемы; в)методы и средства поверки ср-в измерений; г)нормы точности измерений; д)МВИ; е)термины и определения в области метрологии; ж) требования к стандартным образцам состава и св-в в-в и материала и т.д.

Погрешности измерений.

Погрешность- отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Классификация погрешностей.

1 В зависимости от источника возникновения:

а. Субъективная- зависит от оператора, несовершенства его органов чувств, небрежности, невнимательности.

б. Аппаратурная- зависит от измерительного прибора.

в. Внешняя- обусловлена внешними условиями: температура, давление, влажность, насекомые.

г. Методическая- происходит от несовершенства метода измерения.

д. Энергетическая- обусловлена потреблением средством измерения мощности от объекта исследования, к которому средство измерения подключено.

2 В зависимости от условий применения средства измерения.

а. Основная- возникает при нормальных условиях.

б.Дополнительная- возникает при отключении значения одной из влияющих величин от номинальной.

3 В зависимости от способа выражения.

а. Погрешности измерительных приборов (абсолютная, относительная и приведённая).

б. Погрешности измерений (абсолютная и относительная).

4 По закономерностям проявления.

а. Случайная- погрешности, меняющаяся по величине и по знаку от измерения к измерению. Могут быть связаны с несовершенством приборов (трения в механических приборах), тряской в городских условиях, несовершенством объекта измерения (при измерении диаметра тонкой проволоки, которая может иметь не совсем круглое сечение, в результате несовершенства процесса изготовления), с особенностями самой измеряемой величины (при измерении количества элементарных частиц, проходящих в минуту через счётчик Гейгера). Учесть и исключить их невозможно.

б. Систематическая- погрешность измерения во времени по определённому закону. Могут быть связаны с ошибками приборов, неучтённых экспериментатором (неправильная градуировка или калибровка).

в. Грубая (промах)- явно выраженная погрешность, возникшая в следствии недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, оператор неправильно прочёл деление на шкале, произошло к. з.).

5 По характеру проявления измеряемой величины в процессе измерения.

а. Статическая- погрешность средства измерения, используемого для измерения постоянной величины.

б. Погрешность средства измерения в динамическом режиме- погрешность средства измерения, используемого для измерения переменной во времени величины.

в. Динамическая- разность между погрешностями средства измерения в динамическом режиме и его статической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени.

Виды погрешности измерительных приборов.

1 Абсолютная- разница между измеренным значением (Ап) и действительным (Ад). Если абсолютная погрешность не изменяется в диапазоне измерения, то она называется- аддитивной. Если же она изменяется пропорционально измеряемой величине, то называется- мультипликативной.

Действительная погрешность- определяется эталонным прибором, из справочных данных либо из среднего арифметического ряда измерения.

2а Относительная действительная- отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, выраженная в %.

2б Относительная номинальная- отношение абсолютной погрешности к значению измеряемой величины, выраженная в %.

3 Приведённая погрешность (класс точности прибора)- отношение максимальной абсолютной погрешности к нормирующему значению измеряемой величины,выраженная в %.

Цена деления , где L- Придел измерения, - число делений.

Для приборов с равномерной шкалой за нормирующее значение принимают большее из значений шкалы, если нулевая отметка находится в начале шкалы, либо арифметическая сумма обоих конечных значений шкалы, если нулевая отметка находится внутри рабочей части шкалы.

Методы выполнения измерений (МВИ).

МВИ- совокупность методов, средств, процедур, условий подготовки и проведения измерений, а также правил обработки экспериментальных данных при выполнении конкретных измерений.

По закону РБ ,,Обеспечении единства измерения,, измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками.

Разработка МВИ должна включать:

а. Анализ технических требований точности измерения, изложенных в стандарте ТУ и ТЗ (техническом задании и техническом условии).

б. Определения конкретных условий проведения измерения.

в. Выбор испытательного и вспомогательного оборудования, а также средств измерений.

г. Разработку при необходимости нестандартных средств измерений.

д. Исследования, влияния условий проведения измерения и подготовки испытуемых объектов к измерению.

е. Определения порядка подготовки средств измерения к работе, последовательности и количеством измерений.

ж. Разработка или выбор алгоритма обработки экспериментальных данных и правил оформления результатов измерения.

Нормативно-техническая документация (НТД), регламентирующая МВИ является:

1 Гос. Стандарты или методические указания гос. Стандарта РБ по МВИ. Стандарт разрабатывается в том случае, если применяемое средство измерения внесено в гос. Реестр средств измерений.

2 Отраслевые МВИ, используемые в одной отросли.

3 Стандарты предприятий на МВИ, используемые в пределах одного предприятия.

В НТД на МВИ предусматриваются:

а. Нормы точности измерений.

б. Специфика измеряемой величины (диапазон).

в. Максимальная автоматизация измерений и обработки данных.

МВИ перед внедрением должна быть аттестована и стандартизирована.

Аттестация включает в себя:

а. Разработку и утверждения программы аттестации.

б. Выполнения исследований в соответствии с программой.

в. Составления и оформления отчёта об аттестации.

г. Оформление аттестата МВИ.

При аттестации должна быть проведена проверка правильности учёта всех факторов, влияющих на точность измерения, установлена достоверность их результатов.

Аттестацию МВИ проводят гос-венные и метрологические службы. При этом они проводят аттестацию методик особо точных ответственных измерений, а также измерений, проводимых в организациях гос. стандарта РБ. Стандартизация методик применяется для измерений широко используемых на предприятиях. МВИ периодически пересматриваются с целью их усовершенствования.

Основные принципы стандартизации

Стандартизация как наука и как вид деятельности базируется на определённых исходных положениях – принципах. Принципы стандартизации отражают основные закономерности процесса разработки стандартов, обосновывают её необходимость в управлении народным хозяйством, определяют условия эффективной реализации и тенденции развития.

Можно выделить следующие важнейшие принципы стандартизации.

1. Добровольное применение стандартов и обеспечение условий для их единообразного применения. Нац. стандарт примен. на её добровольной основе равным образом и в равной мере независимо от страны и (или) места происхождения продукции, видов или особенностей сделок и лиц (являющихся изготовителями, исполнителями, продавцами, приобретателями).

2. Применение международного стандарта как основы разработки нац. стандарта. Исключение могут составить случаи, когда: соответствие требований международных стандартов невозможно вследствие несоответствия из требований климатическим и географическим особенностям РК или техническим (технологическим) особенностям отечественного производства.