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

Основные признаки измерения физических величин:

1. первым общим признаком является их общая функция получения на числовой оси абстрактного отражения реального свойства объекта измерения в тех реальных условиях, в которых он находится;

2. специфическая особенность способов получения информации о различных свойствах различных объектов;

3. общность этапов подготовки к измерениям;

4. общность метрологического определения степени достижения цели измерений.

Физические величины делятся на:

1. основные;

2. производные.

Основная физическая величина – величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин.

Производная физическая величина – величина, входящая в систему, но определяемая через основную величину этой системы.

Совокупность основных и производных физических величин называется системой величин.

До 1967 г. действовала система СГС (сантиметр-грамм-секунда). Затем была принята международная система СИ, в которой основными величинами являются: килограмм (масса, кг), метр (длина, м), секунда (время, с), ампер (сила тока, А), кельвин (термодинамическая температура, К), кандела (сила света, кд), моль (количество вещества, моль), а производными: радиан (плоский угол, рад), стерадиан (телесный угол, ср) и другие.

Лекция 2

I. Виды средств измерений.

II. Эталоны и их классификации.

III. Поверка средств измерений.

I. Виды средств измерений.

Средства измерений – это технические средства, имеющие нормированные погрешности и служащие для измерения единицы физической величины.

Виды средств измерений:

1. меры;

2. измерительные приборы;

3. измерительные преобразователи;

4. измерительные системы и установки.

Мера – это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величин заданного размера.

Существуют:

1. однозначные меры;

2. многозначные меры;

3. наборы мер;

4. магазины мер.

Однозначные меры воспроизводят величины только одного размера (гиря). К ним относятся стандартные образцы состава материала и стандартные образцы свойств веществ.

Стандартный образец – оформленная проба материала, которая подвергается метрологической аттестации с целью установления количественного значения определенной характеристики. Эта характеристика является величиной с известным значением.

Стандартный образец состава вещества (материала) – стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих содержание определенных компонентов в веществе (хим. элементов, их изотопов, соединений хим. элементов, структурных составляющих и т.п.).

Стандартный образец свойств веществ (материала) – стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих физические, химические, биологические и другие свойства вещества.

Из многочисленных свойств, присущих конкретному веществу (материалу): тепловых, механических, химических и др., СО предназначен для воспроизведения размеров только тех из них, которые подлежат количественной оценке путем измерений при контроле, испытаниях или в других целях, обусловленных практическим использованием этого вещества (материала).

Стандартный образец как разновидность промышленной продукции подразделяется согласно ГОСТ 15895 на единицы продукции:

1. экземпляры СО;

2. комплекты СО.

Стандартные образцы предназначены для применения в системе обеспечения единства измерений для:

1. поверки, калибровки, градуировки средств измерений, а также контроля метрологических характеристик при проведении их испытаний, в том числе с целью утверждения типа;

2. метрологической аттестации методик выполнения измерений (МВИ);

3. контроля погрешностей МВИ в процессе их применения в соответствии с установленными в них алгоритмами, а также для других видов метрологического контроля.

Преобладающее большинство стандартных образцов является единственным эталонным звеном в соответствующих видах (и подвидах) измерений.

В некоторых видах измерений стандартные образцы могут входить в качестве эталонов (образцовых средств измерений) в состав поверочных схем и применяться для передачи размера единицы в порядке, установленном соответствующей поверочной схемой.

Для СО должны быть установлены метрологические характеристики, которые нормируют в технической документации на разработку и выпуск СО.

В технической документации на разработку СО конкретных типов нормируют метрологические характеристики СО из числа следующих:

1. значение аттестуемой характеристики СО;

2. погрешность аттестованного значения СО;

3. погрешность от неоднородности материала (вещества) СО;

4. срок годности экземпляра СО;

В основе классификации стандартных образцов лежат:

1. разновидность характеристики, по которой проводится стандартизация стандартного образца;

2. метод анализа объекта контроля со стандартным образцом;

3. метрологическое назначение;

4. агрегатное состояние стандартного образца, как материала.

Согласно этой классификации образцы подразделяются:

1. по первому признаку:

   1. образцы свойств материала;

   2. образцы состава материала;

2. по второму признаку: стандартные образцы для химического, рентгеновского и других видов анализа;

3. по третьему признаку: стандартные образцы в твердом, жидком и газообразном состоянии;

4. по четвертому признаку: стандартные образцы для градуировки, поверки, контроля качества.

Стандартные образцы подвергаются специальному испытанию, по результатам которых они получают свидетельство и вносятся в государственный реестр образцов, а он, в свою очередь, является составной частью государственного реестра средств измерений. В сертификате указывается срок годности (обязательно). В реестре оформлено более 3,5 млн. веществ и материалов. В зависимости от установленного порядка утверждения стандартные образцы подразделяются на следующие категории:

1. Межгосударственный стандартный образец (МСО);

2. Государственный стандартный образец (ГСО);

3. Отраслевой стандартный образец (ОСО);

4. Стандартный образец предприятия (СОП).

Требования к стандартным образцам:

1. соответствие стандарту;

2. требования однородности и стабильности;

3. учет погрешности методов, применяемых при аттестации;

4. срок действия стандартного образца не должен превышать 10 лет.

Многозначные меры воспроизводят несколько размеров физической величины.

Наборы мер представляют собой комплект однородных мер разного размера, что дает возможность их применять в нужном сочетании (наборы гирь).

Магазин мер – сочетание мер, объединенных конструктивно в одно механическое целое, в котором предусмотрена возможность посредством ручных переключателей связываться с учетным устройством.

Измерительный прибор – средство измерений, которое позволяет получать измерительную информацию в форме, удобной для пользователя. Они делятся на:

1. прямого действия, которые отображают измерительную информацию на показательном приборе (амперметр);

2. приборы сравнения, предназначенные для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны (приборы для измерения давления сжатого воздуха).

Измерительный преобразователь – средство измерения, которое служит для преобразования измерительной информации в форму, удобную для обработки и хранения, а также для передачи в показывающие устройства.

Измерительные установки и системы – совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами для измерения одной или нескольких физических величин.

Измерительные принадлежности – вспомогательные средства измерения величин, необходимые для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая точность (определение влажности психрометром, влагомером).

По метрологическому признаку средства измерений делятся на:

1. рабочие;

2. эталоны.

Рабочие средства измерений применяют для определения характеристик технических устройств, они делятся на:

1. лабораторные (самые точные);

2. производственные (для определения и контроля технологических процессов);

3. полевые (работают в постоянно изменяющихся условиях).