Лабораторна робота № 9. Тема: Метрологія у техніці.

Мета лабораторної роботи: закріплення лекційного матеріалу за темою «Стандартизація і метрологія у техніці» та застосування на практиці отриманих знань.

Вимірювання фізичних величин все ширше застосовується не тільки в технічних науках і в промисловості, але й біології, медицині, сільському господарстві, в охороні довкілля. Вимірювання є гарантом забезпечення ефективності технологічних процесів та високої якості продукції. Без вимірювань немислимі всі дослідження науки і техніки. Не буде перебільшенням сказати, що загальний рівень розвитку науки та техніки, технічний прогрес у всіх галузях народного господарства завжди визначався і визнача­тиметься рівнем розвитку вимірювальної техніки. Це твердження випливає з ролі вимі­рювань як джерела найоб'єктивнішої інформації про навколишній матеріальний світ.

Теоретичні відомості

1. Основні поняття метрології.

1.1. Загальні відомості про метрологію.

Державний стандарт України ДСТУ 2681-94 "Метрологія. Терміни та визначен­ня" лаконічно визначає метрологію як науку про вимірювання. Деталізуючи це визна­чення, можна сказати, що метрологія - це наука про вимірювання, методи і засоби забез­печення єдності вимірювань та способи досягнення потрібної точності. Під єдністю вимірювань розуміють такий їх стан, при якому результати вимірювань виражаються в узаконених одиницях, а їх похибки відомі з заданою ймовірністю.

Вимірювання забезпечують зв'язок з об'єктом досліджень чи керування в тій чи іншій галузі техніки. На першому етапі розвитку вимірювань діяли, головним чином, тенденції диференціації: кожна галузь вимірювань розвивалась відокремлено. Виникли окремі галузі вимірювальної техніки - техніка вимірювань механічних величин, елек­тричних величин і т.д. Метрологія об'єднує єдиною теорією, єдністю понять, методів і засобів різні галузі вимірювальної техніки. Сьогодні, коли створюються складні вимірю­вальні інформаційні системи, для оптимального розв'язання непростих вимірювальних задач необхідне широке узагальнення результатів, отриманих у різних галузях вимірю­вань. Ці обставини і сприяють посиленню інтеграції в сучасній метрології та вимірю­вальній техніці.

Метрологія розвивається як єдина наука, що охоплює філософські питання вимі­рювань і вирішує такі основні завдання: створення еталонів та мір, вимірювальних при­ладів і вимірювальних інформаційних систем, розроблення методів вимірювальних пе­ретворень, методів оцінювання точності результатів вимірювань тощо. Такий розвиток метрології об'єднує набутий досвід всіх метрологів, працівників приладобудівних вимі­рювальних служб і відображає тенденції до інтеграції.

Предмет, методи та засоби метрології можна сформулювати так. Предметом ме­трології є отримання кількісної та якісної інформації про властивість фізичних об'єктів та процесів, встановлення та застосування наукових і організаційних основ, правил та норм, необхідних для досягнення єдності та необхідної точності.

Методи метрології - сукупність фізичних та математичних методів, що вико­ристовуються для одержання вимірювальної інформації із заданими точністю та досто­вірністю (методів вимірювальних перетворень, методів вимірювань та опрацювання результатів спостережень, планування вимірювального експерименту).

Засоби метрології - це сукупність засобів вимірювальної техніки та засобів кон­тролю, які вдосконалюються і розвиваються на основі об'єктивних законів.

Для забезпечення високого рівня вимірювань не досить мати теоретичну базу та засоби вимірювальної техніки, необхідно також вміти правильно користуватись ними. Тому метрологія виступає в двох аспектах - науково-технічному та законодавчому. В науково-технічному аспекті змістом метрології є вирішення наукових і технічних задач, які забезпечують створення сучасних еталонів, засобів та методів вимірювань, методів оцінювання точності вимірювань тощо, а в законодавчому - створення регламентованих державою загальних правил, вимог та норм, які забезпечували б високий рівень ви­мірювальної справи і мали би наукову основу.

Необхідно відзначити взаємний зв'язок метрології та стандартизації. Стандар­тизація - це діяльність, що полягає у розробленні та встановленні вимог, правил, норм, чи то характеристик з метою досягнення оптимальної узгодженості в певній галузі, ре­зультатом чого є підвищення ступеня відповідності продукції її функціональному при­значенню. Стандарти встановлюють відповідні вимоги до матеріалів, виробів, технічної та технологічної документації, методів досліджень тощо.

Взаємозв'язок метрології та стандартизації проявляється в тому, що вимірювання, з одного боку, пронизані різними стандартами (на засоби вимірювальної техніки, ме­тодики і ін.), а, з іншого боку, стандарти забезпечуються методами та засобами контро­лю їх виконання. Тому метрологія і стандартизація в Україні об'єднані в єдину держав­ну службу, якою є Державний комітет України зі стандартизації, метрології та серти­фікації (Держстандарт України).

В Україні діють Державні стандарти України (ДСТУ), Міждержавні (більшості країн СРСР, які підписали угоду про взаємопогоджену політику в галузі стандартизації) стандарти (ГОСТ - ДСТУ), а також чинними до моменту прийняття ДСТУ є деякі стандарти (ГОСТ) Радянського Союзу.

Стандартизація і метрологія, особливо останніми роками у зв'язку з успішним розвитком міжнародного співробітництва, набувають міжнародного характеру. Україна є активним членом багатьох міжнародних організацій: Міжнародної організації зі стандартизації, Міжнародної організації законодавчої метрології, Міжнародного комітет мір та ваг, Міжнародної електротехнічної комісії.

Сучасна інформаційно-вимірювальна техніка дає можливість вимірювати найрізноманітніші величини: електричні, магнітні, механічні, теплові, світлові, акустичні та іі І у переважній більшості неелектричні величини вимірюються електричними вимірювальними приладами після попереднього перетворення неелектричної величини в електричну як найзручнішу для передачі, підсилення, порівняння, точного вимірювання. Тому предметом цього підручника буде вивчення саме методів та засобів електричних вимірювань електричних та неелектричних величин.