32.Метрология.Характеристика си.Виды измерений,классификация,факторы,влияющие на результат измерения.

Метрология-это наука об измерениях,методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Законодательная метрология рассматривает комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил,требований,а также другие вопросы,нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства,направленные на обеспечение едиства измерений и единообразия средств измерений.

Характеристика СИ(СИ-средство измерения).

Средством измерения называется тех.средство или комплекс,используемые при их измерении и имеющие метрологические характеристики.СИ позволяют не только обнаружить физ.величину,но и измерить ее,т.е сопоставить неизвестный размер с известным.

СИ производит в простейшем случае 2 операции: 1)обнаружение физ.величины; 2)сравнение неизвестного размера с известным;сравнение откликов на воздействие известного и неизвестного размеров.

Другими отличительными признаками СИ являются: 1)По конструктивному исполнению: а)мера физ.величины-это СИ,предназначенные для воспроизведения и хранения физ.величин одного или нескольких заданных размеров.Различают меры:однозначные,многозначные,набор мер и магазины мер. К однозначным мерам можно отнести стандартные образцы. Стандартные образцы-это должым образом оформленная проба вещества(материала),которая подвергается метрологической аттестации с целью установления количественного значения определенной характеристики.При пользовании мерами следует учитывать номинальное и действительное значения мер,а также погрешность меры и её разряд. Номинальным называют значение меры,указанное на ней. Действительное значение меры должно быть указано в специальном свидетельствея как результат высокоточного измерения с использованием официального эталона. Разность между номинальным и действительным значением меры называется погрешностью меры. Величина,противоположная по значению погрешности,представляет собой поправку к указанному на мере номинальному значению. б)измерительные преобразователи-это СИ,которые служат для преобразования сигнала измерительной информации в форму,удобную для обработки или хранения,а также передачи. По характеру преобразования различают: -аналоговые; -цифро-аналоговые; -аналого-цифровые.

Измерительные преобразователи либо входят в конструктивную схему измерительного прибора,либо применяются совместно с ним,но сигналы преобразования не поддаются непосредственному влиянию наблюдателя.Преобразуемую величину называют входной,а результат преобразования-выходной величиной.

Основной метрологической характеристикой измеряемого преобразователя считается соотношение между входной и выходной величинами,называемая функцией преобразования. Преобразователи подразделяются на: - первичные(непосредственно воспринимающие измеряемую величину); -передающие(на выходе которых величина приобретает форму,удобную для регистрации и передачи на расстояние); -промежуточные(работающие в сочетании с первичными и не влияющие на изменение рода физ.величины). в)Измерительный прибор-это СИ,которая позволяет получить измерительную винформацию в форме,удобной для восприятия пользователем. Различают измерительные приборы прямого действия и приборы сравнения. Прибор прямого действия-результат измерений снимается непосредственно с его устройства. Прибор сравнения-это измерительный прибор,предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной,значение которой известно. г)Измерительные установки и системы-это совокупность признаков,объединенных по функциональному признаку с воспомогательными устройствами для измерения одной или нескольких физ.величин объекта измерений. Обычно такие системы автоматизированы и обеспечивают следующее: -ввод информации в систему; -автоматизация самого процесса измерения; -обработку и отображение результатов измерений для восприятия их пользователем.

д)Измерительные принадлежности-это воспомогательные СИ величин.Они необходиы для вычисления поправок результатов измерений,если требуется высокая степень точности.Следует учитывать,что измерительные принадлежности вносят определенные погрешности в результат измерений,а также связаны с погрешностью самого воспомогательного средства.

2)По метрологическому назначению: а)рабочие средства(применяются для определения параметров и характеристик тех.устройств,технол.процессов,окр.среды и др.) По условиям эксплуатации они могут быть -лабораторными(используются для научных исследований в проектировании и мед.измерениях.); -производственные(используются для контроля характеристик тех.процесса и контроля качества готовой продукции; -полевые(используются непосредственно при эксплуатации таких транспортных средств как самолеты,автомобили,речные и морские суда.

Каждый из этих видов рабочих средств отличается особыми показателями:лабораторные-самые точный и чувствительные;производственные обладают устойчивостью к воздействиям различных факторов производственного процесса,таких как температура,влажность,вибрация,что может сказаться на достоверности,точности показаний;полевые работают в постоянно изменяющихся условиях. б)Эталон-высокоточная мера,предназанченная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим СИ.Размер единицы передается сврху вниз,от более точных СИ к менее точным: -первичный эталон; -вторичный эталон; -рабочий эталон нулевого разряда; -рабочий эталон 1 разряда; -рабочее СИ.

Виды измерений.

а)прямые; б)косвеные; в)совокупные; г)совместные; д)абсолютные; е)относительные.

Классификация измерений.

1)По способу получения информации: а)прямые измерения-это непосредственное сравнение физ.величины с её мерой; б)косвеные измерения-искомое значение величины устанавливают по результатам прямых измерений таких величин,которые связаны с искомой определенной зависимостью; в)совокупные измерения сопряжены с решением системы уравнений,составленных по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин; г)совместные измерения-это измерения двух или более неоднородных физ.величин для определения зависимости между ними.Совокупные совместные измерения часто применяют при измерении различных параметров и характеристик в области в области электротехники.

2)По характеру измененияизмеряемой величины в процессе измерения: а)статические измерения-имеют место тогда,когда измеряемая величина практически постоянна;связана с определением характеристик случайных процессов,звуковых сигналов,уровня шумов и т.д. б)динамические измерения связаны с такими величинами,которые в процессе измерений претерпевают те или иные измерения.

3)По количеству измерительных информаций: а)однократные измерения-это одно измерение одной величины,т.е число измерений равно числу измеряемых величин; б)многократные измерения характеризуются превышением числа измеренй.

Преимущество многократных измерений в значительном снижении влияния случайных факторов на погрешность измерений.

4)По отношению к основной единице измерения: а)абсолютные измерения-измерения,при которых используется прямое измерение одной(иногда нескольких) основных величин и физ.постоянных; б)относительные измереня базируются на установлении отношений измеряеморй величины к однородной,применяемой в качестве 1.

5)По характеристике точности: а)равноточное измерение-ряд измерений какой-либо величины,выполненных одинаковыми по точности средствами измерения и и в одних и тех же условиях; б)неравноточные измерения-это ряд измерений какой-либо величины,выполненных несколькими различными по точности СИ и в нескольких разных условиях.

33.Метрологические характеристики СИ;диапазон измерений;порог чувствительности;погрешность результата измерений и СИ;погрешность СИ-классификация;сходимость и воспроизводимость результатов измерений;класс точности.

Метрологические характеристики СИ .

Метрологические характеристики,устанавливаемые нормативным документом,являются количественоой характеристикой метрологических свойств СИ.Все метрологические свойства СИ можно подразделить на 2 группы: а)свойства,определяющие качество измерений; б)свойства,определяющие область применения СИ. К основным метрологическим характеристикам,определяющим свойства 1гр. Относятся диапазон измерений и порог чувствительности.

Диапазон измерений-это область значений величины,в пределах которых нормированы допускаемые пределы погрешности.

Порог чувствительности-наименьшее изменение измеряемой величины,которое вызывает заметное изменение выходного сигнала.

Погрешность СИ-это разность между показаниями СИ и истинным значением физ.величины.

Погрешность результатов измерений-это граница между результатом измерения действительной величины и истинным значением измеряемой величины.

Погрешность СИ может быть классифицирована по ряду признаков: а)по способу(форме) представления погрешности разделяется на: -абсолютную.погрешность; -относительную погрешность; -приведенная погрешность. б)по характеру проявления : -случайная погрешность-составляющая погрешности измерения,изменяемая случайным образом,серией повторных измерений одного и того же размера физ.величины,проведенных с одинаковой тщательностью в одних и тех же условиях. –систематическая погрешность-одна из составляющих погрешности измерения,остающейся постоянно или закономерно меняющейся про повторных измерениях одной и той же физ.величины. в)По причине возникновения: -инструментальная погрешность обусловлена погрешностью применяемого в СИ,иногда эту погрешность называют аппаратурной или приборной; -методическая обусловлена отличием принятой модели объекта от модели,адекватно описывающей его свойства,которая определяется путем измерения; -субъективное,личное-измерение обусловлено погрешностью подсчета оператора,показаниям по шкалам СИ и диаграммам регистрирующих приборов. г)по зависимости абсолютной погрешности от значений измеряемой величины: -аддитивные,не зависящие от измеряемой величины ; -мультипликативная-пропорциональна измеряемой величине(жесткость мембраны и т.п); -нелинейные,имеющие нелинейную зависимость от измеряемой величины. д)по условиям проведения измерений: -основной называется погрешность СИ,определяемая в нормальных условиях его применеия; -дополнительной называется погрешность СИ,возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин. е)в зависимости от влияния характера изменения измеряемой величины: -статическая погрешность- погрешность СИ,применяемая для измерения физ.величины и принимаемая за неизвестную; -динамическая называется погрешность СИ,возникающая дополнительно при измерении переменной физ.величины и обусловлена несоответствием его реакции на скорость изменения измеряемого сигнала.

Качество измерений определяется сходимостью и воспроизводимостью результата измерений.

Сходимость результатов измерений-это характеристика качества измерений,отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины,выполненных одними и теми же же средствами и методами в одинаковых условиях с одинаковой тщательностью.

Воспроизводимость-это повторяемость результатов измерений одной и той же величины,полученных в разных местах,разными методами и операторами,в разное время,но приведенных к одним и тем же условиям измерений,таким как температура,влажность и прочие.

Класс точности СИ-обобщенная характеристика,отражаемая пределами допускаемой(основной и дополнительной) погрешности,а также другими характеристиками,влияющими на точность. Класс точности конкретного типа устанавливается в нормативных документах.Для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам,в совокупности отражающимуровень точности СИ данного класса.В процессе эксплуатации класс точности допускается понижать по результатам поверки,т.е калибровки.