Что такое метрология?

Метрология — это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точно­сти. Измерения физических величин, технических параметров, ха­рактеристик процессов, состава и свойств веществ, размеров осно­ваны на практическом использовании положений метрологии. Тер­мины и определения в метрологии устанавливает ГОСТ.

Метрологию подразделяют на общую (теоретическую и экспери­ментальную) и прикладную.

Общая метрология занимается фундаментальными ис­следованиями, разработкой общей теории измерений, созданием си­стем единиц измерений, эталонов, образцовых мер и физических пос­тоянных.

Прикладная метрология занимается решением прак­тических задач, важнейшими из которых являются обеспечение единства и необходимой точности измерений, создание методов и ра­бочих средств измерений.

Что такое единство измерений?

Единство измерений – такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и имеют норми­рованную точность.

Что такое точность измерений?

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

В РФ, как и в большинстве стран мира, мероприятия по обеспечению единства и требуемой точности измерений установлены законодательно. Поэтому один из разделов прикладной метрологии называется законодательной метрологией.

Что такое измерение?

Измерение – нахождение значения физической величины опыт­ным путем с помощью специальных технических средств.

Примечание. Однако, измеряются не только физические величины, поэтому имеет место и другое объяснение понятия «измерение». Измерение  совокупность операций, имеющих целью определить значение величины. Здесь определение понятия «измерение» не ограничивается нахождением значения физической величины, нет упоминания о технических средствах. Данная трактовка понятия подходит как к физическим, так и нефизическим величинам. Следовательно, к измерениям можно отнести и различные виды количественного оценивания величин. Результат измерении записывается в виде общего уравнения измерений:

Q = n[Q],

где Q  измеряемая физическая величина; п число единиц; [Q]  единица физической величины.

Как классифицируются измерения?

Измерения классифицируются на несколько видов.

По харак­теру зависимости измеряемой величины от времени они разделяются на статические и динамические. Статические – такие измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной (измерения размеров деталей, влаж­ности почвы, температуры воздуха). Динамические — это измерения, в процессе которых из­меряемая величина изменяется (измерения давления и температуры в цилиндре работающего двигателя, тяговых усилий трактора).

По способу получения числового значения измеряемой величины измерения делятся на четыре основных вида: прямые, косвенные, со­вокупные и совместные.

Прямые – это измерения, при которых искомое значение ве­личины находят непосредственно из опытных данных (измерения длины с помощью линейных мер, дав­ления – манометром, тягового усилия – показывающим динамомет­ром, массы – с помощью весов и т.д.).

Прямые измерения состав­ляют основу более сложных видов измерений.

Косвенные – такие измерения, при которых искомые значе­ния величины получают на основании известных зависимостей меж­ду этой величиной и величинами, найденными прямыми измерения­ми. При косвенных измерениях числовое значение величины опреде­ляют по формуле:

Q=f(x, у, z)

где Q – искомое значение косвенно измеряемой величины; f – знак функциональной зависимости; х, у, z – значения величин, измеряе­мых прямым способом.

Примеры косвенных измерений: определение эффективной мощ­ности двигателя при его испытании на основании прямых измерений крутящего момента и частоты вращения вала двигателя; определе­ние площади фигур или объема тел по прямым измерениям их гео­метрических размеров.

Косвенные измерения применяют в случаях, когда искомую ве­личину невозможно или сложно измерить непосредственно и когда косвенные измерения дают более точный результат, чем прямые.

Совокупные – это измерения, проводимые одновременно для нескольких одноименных величин, при которых их искомые зна­чения находят решением системы уравнений, составляемых по ре­зультатам прямых измерений различных сочетаний этих величин.

Пример совокупных измерений: массы отдельных гирь набора находят по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь.

Совместные – это проводимые одновременно (прямые или косвенные) измерения двух или нескольких не одноименных (неодно­родных) величин для нахождения зависимости между ними. Целью совместных измерений по существу является нахождение функцио­нальной зависимости между величинами (длины тела от температу­ры, расхода топлива от частоты вращения вала двигателя и т. д.).

По условиям, определяющим точность результата, измерения де­лятся на три класса:

1. Измерения максимально достижимой точности (эталонные, фи­зических констант и сред, например, абсолютного значения ускоре­ния свободного падения).

2. Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых не должна превышать некоторое заданное значение (измерения, выпол­няемые лабораториями государственных и ведомственных метроло­гических служб).

3. Технические измерения, в которых погрешность результата оп­ределяется характеристиками используемых рабочих средств (изме­рения, выполняемые в процессе производства на предприятиях, испы­тательных станциях, в измерительных лабораториях и т. д.).

По способу выражения результатов различают абсолютные и относительные измерения. Абсолютные измерения основаны на прямых измерениях од­ной или нескольких основных величин. Относительные – это измерения отношения величины к од­ноименной, играющей роль единицы, или измерения величины по от­ношению к одноименной, принятой за исходную.