1.1.2. Основные термины и понятия метрологии

Термины отличаются от свойств обиходного языка тем, что они имеют специализированное точно ограниченное научное значение. Точное значение конкретного явления природы или общества требует точного определения его названия.

Термины – это слова или словосочетания, являющиеся точным обозначением предметов, явлений, свойств, отношений процессов в какой-нибудь специальной области производства, техники, науки, общества и т.д.

Метрология базируется на комплексе терминов и понятий, главные из которых рассмотрим ниже.

Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами.

Свойство – философская категория, выражающая такую сторону объекта (явления, процесса), которая обусловливает его различие или общность с другими объектами и обнаруживается в его отношениях к ним. Свойство – категория качественная. Для количественного описания различных свойств процессов и физических тел вводится понятие величины.

Физическая величина – свойство, в качественном отношении общее многим физическим объектам, но индивидуальное для каждого объекта в количественном отношении. Так, свойство «прочность» в качественном отношении характеризует такие материалы, как сталь, дерево, стекло, бетон и т.д., в то время как степень (количественное значение) прочности – величина для каждого из них разная. Физическими величинами являются длина, масса, плотность, сила, давление и т.д.

Единице физической величины по определению присвоено числовое значение, равное 1. Например, масса 1 кг, сила 1 Н, давление 1 Па. Единицы одной физической величины в различных системах единиц могут различаться по размеру, например для силы 1 кгс ~ 10 Н.

Значение физической величины – численная оценка физической величины конкретного объекта в принятых единицах. Например, средняя плотность обычного цементобетона равна 2,4 г/см .

Измерение – экспериментальная процедура получения оценки свойств (совокупности свойств) в качественном или количественном отношениях.

Результат измерения – это экспериментальная оценка свойств в качественном или количественном отношениях, полученная с использованием средств измерения.

Техническими измерениями называется определение значений различных физических величин специальными техническими методами и средствами. При лабораторных испытаниях используют измерения геометрических размеров, массы, температуры, давления, силы и т.д.

Важнейшие требования, предъявляемые к техническим измерениям, – единство и точность измерений.

Единство измерений – состояние измерений, когда их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо, чтобы можно было сопоставлять результаты измерений, выполненные в разных местах, в различное время, с помощью разнообразных приборов.

Точность измерений – качество измерений, отражающее близость результатов к истинному значению измеряемой величины.

В метрологии различают истинное и действительное значение физических величин.

Истинное значение физической величины идеальным образом отражает в качественном и количественном отношении соответствующие свойства объекта. Истинное значение свободно от ошибок измерения. Так как все значения физической величины находят опытным путем, и они содержат ошибки измерений, то истинное значение остается неизвестным.

Действительное значение физической величины находят экспериментальным путем; оно настолько приближается к истинному значению, что для определенных целей может быть использовано вместо него. При технических измерениях значение физической величины, найденное с допустимой техническими требованиями погрешностью, принимают за действительное.

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Поскольку истинное значение измеряемой величины остается неизвестным, на практике лишь приближенно оценивают погрешности измерений, сравнивая результаты измерений со значением этой же величины, полученным с точностью, в несколько раз более высокой. Например, погрешность измерения размеров образца линейкой, которая составляет ± 1 мм, можно оценить, измерив образец штангенциркулем с погрешностью не более ±0,05 мм. Различают погрешность абсолютную, выражаемую в единицах измеряемой величины, и относительную, представляющую собой отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины.

Средства измерений – технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства. Средства измерений делят на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и системы, измерительные принадлежности.

Мера – средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (например, гиря – мера массы).

Измерительный прибор – средство измерений, которое служит для воспроизведения измерительной информации в форме, доступной для восприятия наблюдателем. Простейшие измерительные приборы называют измерительным инструментом (например, линейка, штангенциркуль).