1.1|Основные понятия метрологии. 1.2.1|Классификация измерений и 1.2.2|средств измерений. 1.3|Принципы и методы измерений.

1.1|Метрология — наука об измерениях, о методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (практическое применение — измерительная техника). Измерительная техника — средство для получения измеряемой информации. Метрологическое обеспечение: метрология, нормативная основа, метрологическая служба, правовая система. Физическая величина — качественно общее, но количественно различимое свойство объектов окружающего мира (Размер физ величины – ее количество, сама величина — качество). Значение физ.величины – количество физической величины, которая отличает ее от другой Измерение — определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств путем сравнения с общепринятыми единицами. Единство измерений — такое их состояние, при котором результаты измерений выражены в узаконенных единицах величин, и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. Точность — качество измерения, отображающее близость результата измерения к истинному значению физической величины. Погрешность — количественное выражение точности. Опытные данные – кот-ые получает непосредственно оператор. Истинное значение — идеал, к которому стремятся при проведении измерений. На практике вместо ИЗ экспериментально определяют действительное значение, настолько приближенное к ИЗ, что может быть использовано вместо него. Измеренное значение получают по данным эксперимента. Принцип измерения — физическое явление, положенное в основу процесса измерений. Метод измерений представляет собой совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Цель измерения — совокупность требований к измерению и его результатам (средства(технич., денеж) и погрешности). Объект измерения — реальный физический объект, который подлежит исследованию. Обычно заменяется моделью, отражающей основные свойства объекта. Модель — теоретическая конструкция отражающая только важные для данного измерения стороны объекта. Средство измерения – техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические параметры. Метрологические параметры — параметры, влияющие на точность измерения. Условия измерения – параметры окружающей среды, влияющие на средства измерения. Уравнение измерения — это запись вида y=f(x), где y — результат измерения, f — аналитическое выражение, алгоритм расчета, вычислительная задача, и x измеряемая величина.

1.2.1|1. по виду физ величины (напряжение, сопротивление и т.д.),2. по зависимости от времени: статистические (не зависят от времени) и динамические,3. по количеству элементарных опытов: однократные или многократные(усредненные результаты),4. Абсолютные (в стандартных величинах) или относительные (процентные, относительно выбранной единицы),5. по виду уравнения измерений, -прямые (измерения сразу являются результатом), -косвенные (опытные данные связаны с результатом каким-то расчетным алгоритмом), -совместные (изучают функциональную зависимость нескольких величин друг от друга), -совокупные (для более точного измерения нескольких одноименных физ. величин), -опытные 6. По точности измерений: Эталонные (очень малые погрешности, послеопытная оценка точности), и контрольно-проверочные (сличение характ-ик измерения с эталонными значениями), техническое/рабочее (точность, как правило, оценивается до опыта; сами мы ее не оцениваем 7. Равноточные (с одинаковой точностью во времени) и неравноточные (меняются во времени)

1.2.2| Элементарные средства измерения:1.Эталоны 2. Мера — средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.3. Измерительные преобразователи — средства измерений, предназначенные для преобразования измеряемой величины в другую однородную или неоднородную величину с целью представления измеряемой величины в форме, удобной при обработке, хранении, дальнейших преобразованиях, передаче в показывающее устройство. Измерительные преобразователи не имеют устройств отображения измерительной информации, они или входят в состав измерительных приборов или применяются совместно с ними.4. Устройства сравнения — на входе две величины на выходе результат 5.Отсчетные устройства.Комплексные средства измерений: 1. Измерительные приборы — средства измерений, предназначенные для извлечения измерительной информации и представления ее в форме, удобной для отображения (регистрации). Приборы прямого действия преобразуют измеряемую величину без изменений её рода, и отображают её на реальном показывающем устройстве, проградуированном в единицах этой величины. Приборы сравнения являются более точными и предназначены для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Сравнение осуществляется с помощью компенсационных цепей прибора или с помощью мостовых цепей. 2. Измерительная установка (стенд) - совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей). И вспомогательных устройств с целью измерений одной или нескольких физических величин объекта измерений, расположенная на одном месте. 3.Измерительная система — то же, что и измерительная установка, но размещена в разных точках контролируемого объекта. (например на борту самолета)

По точности: образцовые(для эталонных и контрольно-поверочных измерений), рабочие

1.3| Постановка задания → Планирование измерений выбор средств и методов измерений → Проведение опытов → Обработка опытных данных → Получение результата. Ставится задача, формируется теоретич. Модель объекта измерений и выделяют существенные условия, влияющ на результаты измерений, по стоимости, времени, наличии.

1.2 Классификация средств измерений:

а) по роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений: метрологические(для воспроизведения единицы и ее хранения или передачи размера единицы рабочим ср-вам изм-ий; весьма не многочисленны), рабочие(для измерений, не связанных с передачей размера единиц)

б) по уровню автоматизации: неавтоматические, автоматизированные (производ.в автоматич.режиме 1 или часть измер-ой операции), автоматические(производ. в атоматич.режиме измерения и все операции, связ.с обработкой их рез-ов, передачей данных, регистрацией)

в) по уровню стандартизации: стандартизованные (изготовленные в соответствии с требованиями стандарта), нестандартизованные (применяемые для решения специфических задач)

г) по отношению к измеряемое величине: основные(той физ.величины, значение которой необходимо получить), вспомогательные(той физ.вел-ны, влияние кот-ой на осн.ср-во измерений или объект измерения необходимо учесть для получ.ре-ов измер. требуемой точности)

д) по реализации процедуры: элементарные(для реализ. отдельных операций прямого измерения), комплексные(для реализ. всей процедуры измерения)

1.3 Методы измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Современные методы измерений принято делить на метод непосредственной оценки и метод сравнения.

При методе непосредственной оценки численное значение измеряемой величины определяют непосредственно по показанию измерительного прибора/отчетного уст-ва

• точность измерения обычно ограничена

• разорван процесс исп.меры и измерения

• нестабильность градуировки отчетного устройства

Метод сравнения с мерой— метод измерений, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

• обеспечивают большую точность измерений.

Метод сравнения применяют для напряжения, тока или мощности, сопротивлений, индуктивностей и емкостей.

Различают следующие разновидности метода сравнения:

1) метод совпадения (при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов)

2) метод замещения, при котором действие измеряемой величины замещается образцовой(мерой)

3) метод уравновешивания(сравнение с мерой устр-ом, реализ-им операцию вычитания):

• нулевой метод, при котором действие измеряемой величины полностью уравновешивается образцовой; обеспечивает наибольшую точность измерений

• дифференциальный метод, когда измеряется разница между измеряемой величиной и близкой ей по значению известной эталонной; используют тогда, когда практическое значение имеет отклонение измеряемой величины от некоторого номинального значения

Принцип измерений . Примеры:

• Применение эффекта Джозефсона для измерения электрического напряжения.

• Применение эффекта Доплера для измерения скорости.

• Использование силы тяжести при измерении массы взвешиванием.