Лекция 1

I. Сущность и содержание метрологии.

II. Виды измерений. Методы измерений.

III. Основные признаки измерения физических величин. Международная система единиц физических величин.

I. Сущность и содержание метрологии.

Метрология (от греч. métros – измерение, lógos – наука, учение) – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности.

Метрология делится на:

1. законодательная метрология;

2. фундаментальная, научная и практическая метрология;

Законодательная метрология включает в себя комплексы взаимосвязанных общих правил нуждающихся в контроле со стороны государства и направленные на обеспечение единства измерений. Законодательная метрология включает в себя следующие понятия и признаки:

1. утверждение типа средства измерений;

2. испытание средств измерений;

3. поверка и калибровка средств измерений;

4. сертификация средств измерений;

5. государственный метрологический надзор и контроль над средствами измерений.

Фундаментальная, научная и практическая метрология занимается:

1. физической величиной;

2. измерениями и погрешностями;

3. единством измерений.

Физическая величина – свойство физического объекта, которое является общим в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуально для каждого физического объекта.

Измерение – совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего единицу физической величины и позволяющего сопоставить с нею измеряемую величину.

Погрешность – отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины.

Единство измерений – состояние измерений, при котором результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности не выходят за установленные пределы.

II. Виды измерений. Методы измерений.

Виды измерений по способу получения информации:

1. прямое измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (измерение массы, температуры, длин);

2. косвенное измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величиной, подвергаемой прямым измерениям (нахождение плотности однородного тела по его массе);

3. совокупные измерения, производимое одновременно измерения одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин (определение массы нескольких гирь по известной массе одной из них).

По характеру измерения измеряемой величины:

1. статистические, которые связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шума;

2. статические, имеют место, когда физическая величина практически постоянна (измерение длины, толщины при постоянной температуре);

3. динамические, связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения (измерение напряжения переменного тока).

По количеству измерительной информации:

1. однократные;

2. многократные.

По отношению к основным единицам:

1. абсолютные измерения – измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или использование значения физических констант

2. относительные измерения – измерения отношений величины одноименной величине, играющей роль единицы (определение плотности сухого грунта: отношение массы грунта высушенного при температуре 105°С до постоянной массы объему образца до высушивания).

Метод измерений – это прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения.

Классификация методов измерений:

1. по общим приемам результатов измерений:

   1. прямой метод измерения – реализуется при прямом измерении (измерение массы, объема);

   2. косвенный метод измерения – реализуется при косвенном измерении;

2. по условиям измерения:

   1. контактный метод, основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения (измерение температуры тела);

   2. бесконтактный метод, основанный на том, что чувствительный элемент прибора не контактирует с объектом измерения (пирометр в печи);

3. по способу сравнения измеряемой величины с ее единицей:

   1. метод непосредственной оценки: при этом методе значения величины определяют непосредственно по отсчетному устройству, показывающего средства измерений, мера, отражающая единицы измерений в измерении не участвует, ее роль играет шкала, проградуированная при его производстве с помощью достаточных точных средств измерений (термометр);

   2. метод сравнения с мерой: измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой мерой (измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирей).