Рекомендуемая литература.

1. Марусина М.Я., Ткалич В.Л., Воронцов Е.А., Скалецкая Н.Д. Основы метрологии, стандартизации и сертификации: Учебное пособие. — СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. — 164 с.

2. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. — СПб.: Питер, 2004.

3. Тищенко О.Ф., Валединский А.С. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. — М.: Машиностроение, 1977 г. — 357 с.: ил.

4. Основные термины в области метрологии: Словарь-справочник. Юдин М.Ф., Селиванов М.Н., Тищенко О.Ф., Скороходов А.И.; под ред. Тарбеева Ю.В. – М.: Издательство стандартов, 1989 г.

Лекция №2 Метрология

Основные понятия и разделы (теоретический, законодательный и прикладной). Физические свойства и величины. Измерительные шкалы. Системы физических величин и единиц. Международная система единиц (система СИ). Основные, дополнительные, производные, внесистемные единицы. [1]

Предмет метрологии

Метрология (от др.-греч. μετρον – мера и λογοξ – учение или наука).

Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Такое определение дано в Рекомендациях по межгосударственной стандартизации РМГ 29–99, устанавливающих основные термины и определения понятий в области метрологии (Приложение к Лекции).Рекомендации введены в действие в качестве Рекомендаций по метрологии Российской Федерации с 1 января 2001 года взамен ГОСТ 16263-70.

Основное понятие метрологии – измерение. Получение количественной информации о характеристиках свойств объектов и явлений окружающего мира опытным путём (т.е. экспериментально) называется измерением.

В отличие от количественной информации, получаемой теоретическим путём, т.е. посредством вычислений и расчётов, такая информация называется измерительной.

Предметом метрологии является извлечение измерительной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.

Средства метрологии – это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

В зависимости от предмета различают три раздела метрологии:

1) теоретическая (фундаментальная);

2) законодательная;

3) практическая (прикладная).

Теоретическая (фундаментальная) метрология – раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии.

Законодательная метрология – раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений.

Практическая (прикладная) метрология – раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии.

Приложение О-1

Структура теоретической метрологии

Физические свойства и величины

Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами. Свойство – категория качественная. Для количественного описания различных свойств процессов и физических тел вводится понятие величины.

Величина – это свойство чего-либо, которое может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно. Величина не существует сама по себе, имеет место лишь постольку, поскольку существует объект со свойствами, выраженными данной величиной.

Анализ величин позволяет разделить их на два вида:

1) величины материального вида (реальные)

2) величины идеальных моделей реальности (идеальные), которые относятся главным образом к математике и являются обобщением (моделью) конкретных реальных понятий.

Реальные величины, в свою очередь, делятся на физические и нефизические. Физическая величина в самом общем случае может быть определена как величина, свойственная материальным объектам (процессам, явлениям), изучаемым в естественных (физика, химия) и технических науках.

К нефизическим величинам следует отнести величины, присущие общественным (нефизическим) наукам – философии, социологии, экономике и т.п.

Физические величины целесообразно разделить на измеряемые и оцениваемые. Измеряемые ФВ могут быть выражены количественно в виде определенного числа установленных единиц измерения. Физические величины, для которых по тем или иным причинам не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены. Величины оценивают при помощи шкал.

Объектами измерений являются физические величины (ФВ). Документ РМГ 29-99 трактует физическую величину как одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Индивидуальность в количественном отношении понимают в том смысле, что свойство может быть для одного объекта в определенное число раз больше или меньше, чем для другого. Так, все тела обладают массой и температурой, но у каждого из них они различны в количественном отношении.

Для более детального изучения ФВ необходимо классифицировать (рис.).

По видам явлений ФВ делятся на следующие группы:

– энергетические, т. е. величины, описывающие энергетические характеристики процессов преобразования, передачи и использования энергии. К ним относятся ток, напряжение, мощность, энергия. Эти величины называют активными. Они могут быть преобразованы в сигналы измерительной информации без использования вспомогательных источников энергии;

– вещественные, т.е. описывающие физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них. К этой группе относятся масса, плотность, электрическое сопротивление, емкость, индуктивность и др. Иногда указанные ФВ называют пассивными. Для их измерения необходимо использовать вспомогательный источник энергии, с помощью которого формируется сигнал измерительной информации. При этом пассивные ФВ преобразуются в активные, которые и измеряются;

– характеризующие протекание процессов во времени. К этой группе относятся различного рода спектральные характеристики, корреляционные функции и др.

Приложение О-2