2. Основные понятия теоретической метрологии
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единством и способах достижения требуемой точности.
Состав метрологии:
- Теоретическая: общая теория измерений, образование физических единиц, теория погрешности, методы и средства измерения, методы определения точности.
- Прикладная: решение прикладных (практ.) задач, вопросы производства и эксплуатации измерительной техники.
- Законодательная: обеспечение единства измерений, методы передачи от эталонов к образцовым средствам.
Виды информации:
- Априорная (предварительная) – инф. которой располагают до измерений.
- Измерительная – инф. которую получат при измерениях.
- Апостериорная – инф. которой располагают после измерения.
Измерение - это получение информации об измеряемой величине.
Аксиомы метрологии:
1) Без априорной информации измерения не возможны.
Например: При измерении диаметра вала должна быть уверенность, что он круглый. В противном случае может идти речь об измерении эллиптичности его сечения. Измеряя плотность вещества, нужно быть уверенным, что в нем нет инородных включений.
2) Измерение есть не что иное, как сравнение.
Нет лучшего способа получения информации о каких бы то ни было размерах, кроме как путем сравнения этих размеров с другими.
3) Результат измерения без округления является случайным.
Отражает тот факт, что на результат реальной измерительной процедуры всегда оказывает влияние множество разнообразных, в том числе случайных факторов, точный учет которых в принципе невозможен, а окончательный итог непредсказуем. Вследствие этого, как показывает практика, при повторных измерениях одного и того же постоянного размера либо при одновременном измерении его разными лицами, разными методами и средствами получают неодинаковые результаты, если только не производить их округления (огрубления). Это отдельные значения случайного по своей природе результата измерения.
Объект измерения:
1) Физические величины (длина, температура, масса).
Физические величины отражают объективные свойства природы и применяются для описания материальных систем изучаемых в любых естественных науках.
2) Нефизические (Эконом. Показатели, качество).
Характеристики объекта измерений:
1. Качественная. Отражает информацию о состоянии, структуре или природе определенной характеристики. Формализованным отражением её является размерность.
2. Количественная. Отражает информацию о величине, амплитуде или интенсивности определённой характеристики: Отображением является размер.
Основные правила теории размерности.
1. Размерность правой и левой части должны быть одинаковыми.
2. Алгебра размерности мультипликативная.
Измерительная шкала – принятая по соглашению последовательность значений присваиваемых измеряемой величине по мере её возрастания или убывания.
Виды шкал:
1. Шкала порядка.
Например: шкала интенсивности землетрясений, твердости минералов.
2. Шкала интервалов.
Пример: Историческая шкала времени, Температурная шкала Цельсия, Фаренгейта.
Характерны опорные точки на шкале.
3. Шкала отношений.
Пример: относительная шкала скорости, шкала Кельвина.
Единицы измерения – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице, и применяемое для количественного выражения однородных физических величин.
Физические единицы бывают:
Зависимые и независимые.
Кратные и дольные.
Системные и несистемные.
Система единиц – совокупность основных и производных единиц физ-их величин, образованная в соответствии с принятыми принципами для заданной системы.
Правила конструирования системы единиц:
Выбираются основные величины (А, В, С).
Устанавливаются единицы основных физических величин ([A], [B], [C]).
Устанавливаются производные единицы с помощью степенного одночлена:
где коэффициент пропорциональности k полагается безразмерным, а величины α, β, γ оказываются тогда уже известными показателями размерности. При к=1 получаем когерентные системы единиц.
Виды измерений