Часть I. Основы метрологии §1. Термины и определения измерений

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Она состоит из трех разделов: практическая, законодательная и теоретическая. В зависимости от объекта обслуживания могут применяться такие термины, как спортивная метрология, экономическая, медицинская и т. д.

Физическая величина - это свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Эти величины могут быть расположены в натуральный ряд чисел (от больших к меньшим). Измерениям подвергаются экономические, психологические, качественные и другие параметры.

Размер физической величины - количественная определенность физической величины, присущая конкретному объекту.

Значение физической величины - оценка размера в виде конкретного числа. Это число обозначает количество физических величин, принятых за единицу измерения, которые умещаются в измеренной величине.

Истинное значение физической величины - значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношении соответствующие свойства объекта.

Действительное значение физической величины - значение физической величины, найденное экспериментальным путем с требуемой точностью.

Система физических величин - совокупность взаимосвязанных величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие - за производные от них. В настоящее время принята международная система единиц СИ.

Независимые величины - основные физические величины, входящие в систему величин, принятые как самостоятельные, не выражающиеся через другие величины. Система СИ включает в себя семь основных физических величин: длину (метр), массу (килограмм), время (секунда), силу тока (ампер), температуру (кельвин), количество вещества (моль), сила света (канделла). Все остальные физические величины определяются через эти основные физические величины, т. е. являются производными.

Относительные величины - отношение физической величины к одноименной физической величине. Измеряются в долях и не имеют размерности, однако при переходе в другую систему измерения может появиться размерность. Примерами относительных величин могут служить белл (чаще - дециБелл), процент, милле, промилле и др.

Измерение - нахождение физической величины с помощью специальных СИ с целью получения ее числового значения путем сравнения физической величины с величиной принятой за единицу измерения.

Измерение можно представить совокупностью операций (слагаемых) по применению технических средств, при осуществлении которых получается результат измерений в форме, наиболее удобной для использования.

Процесс измерения состоит из четырех слагаемых: 1-ое слагаемое процесса измерения - преобразование измеряемой величины к виду удобному для сравнения; 2-ое слагаемое - преобразование единицы измерения в форму, удобную для сравнения с преобразованием измеряемой величины; 3-е слагаемое - сравнение измеряемой величины с единицей измерения в их преобразованном виде; 4-ое слагаемое - фиксация результата измерения на носителе информации.

Пример. Рассмотрим слагаемые процесса измерения при измерении интервала времени между двумя импульсами произвольной формы (например, периода синусоидальных колебаний).

1-ое слагаемое - преобразование временного интервала между мгновенными значениями сигналов в импульс пропорциональный длительности; 2-ое слагаемое - преобразование единицы измерения (секунда или ее доля) в меру времени - в метки времени кварцевого генератора;

3-е слагаемое - сравнение длительности импульса пропорционального измеряемому интервалу, с мерой времени путем заполнения счетчика и импульсами кварцевого генератора в течение времени действия импульса; 4-е слагаемое - фиксация результата с помощью цифропечатающего устройства, путем ввода в ЭВМ или записи в журнал.