1) Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств – средств измерений. Единица физической величины [Q] – это физическая величина, размеру которой присвоено числовое значение 1. Размер физической величины – количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию физическая. Погрешностью измерения физической величины называется отклонение результата измерения Qизм от истинного значения Qист измеряемой величины ΔQ=Qизм-Qист. Результат измерения обязательно должен сопровождаться данными о погрешности измерения ΔQ. Поскольку погрешность измерения имеет всегда вероятностный смысл, должна быть оценена и вероятность ее появления Р. Поэтому результат измерения должен содержать: числовое значение измеряемой величины, наименование единицы, значение погрешности, ее вероятность P.

1) Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Измерения – это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Процесс измерения включает в себя три этапа: подготовку измерения, его проведения и обработку результатов измерений. Средство измерения – это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики. Для формирования шкалы физической величины из последовательного натурального ряда выбирают некоторые физические величины различного размера, которые применяются в качестве отправных или реперных точек. Совокупность выбранных реперных точек образует шкалу размеров физической величины. Из общего числа реперных точек выбирают две, размеры которых относительно просто реализуются физически с высокой точностью. Интервал между размерами этих точек называют основным интервалом шкалы физической величины. Объект измерения – сложное явление или процесс, характеризующийся множеством отдельных физических величин (параметров объекта), каждая из которых может быть измерена в отдельности, но в реальных условиях действует на измерительное устройство совместно со всеми остальными параметрами. Влияющие физические величины – внешние физические факторы, не являющиеся измеряемыми данными средствами измерения, но оказывающие влияние на результат измерения, обуславливая погрешность измерения. Под принципом измерения понимают совокупность физических явлений, на которых основано измерение. Метод измерения – совокупность приемов использования принципов и средств измерения. Погрешность (ошибка измерения) – отклонение результата измерения X от истинного значения X_i измеряемой величины. Классификация измерений: Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Контрольно-поверочные измерения характеризуются тем, что погрешность в этих измерениях не должна превышать заданного значения. Осуществляются эти измерения метрологическими службами.Прямые – измерения в которых значения измеряемой величины находят непосредственно из опытных данных.Косвенные – измерение в котором значение измеряемой величины находят на основании известной зависимости между измеряемой величиной и другими величинами, подвергаемым прямым измерениям. Совместные (совокупные) – измерения нескольких одноименных (неодноименных) величин, проводимые одновременно, при которых искомое значение величины находят решением систем уравнений, полученных при измерениях других величин, функционально связанных с измеряемыми.

2) Погрешностью измерения физической величины называется отклонение результата измерения Qизм от истинного значения Qист измеряемой величины ΔQ=Qизм-Qист. Результат измерения обязательно должен сопровождаться данными о погрешности измерения ΔQ. Поскольку погрешность измерения имеет всегда вероятностный смысл, должна быть оценена и вероятность ее появления Р. Поэтому результат измерения должен содержать: числовое значение измеряемой величины, наименование единицы, значение погрешности, ее вероятность P.

3) Классификация средств измерений (мера, измерительный прибор, измерительный преобразователь, измерительные установки и системы, рабочие и образцовые). Средства измерения: меры, измерительные устройства, измерительные установки, измерительные системы. Мера – это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Меры: однозначные и многозначные. Измерительное устройство – подразделяются в зависимости от формы представляемого сигнала на измерительные приборы и измерительные преобразователи. Измерительные приборы – средства измерения, предназначенные для выработки сигнала измеряемой информации в форме доступной наблюдателю. Измерительные приборы классифицируются: по методу измерения: метод прямого действия и метод сравнения; по способу представления измеряемой величины: аналоговые и цифровые; по способу представления показаний: показывающий и регистрирующие; по типу вычисляющего устройства: суммирующие, интегрирующие, вычисляющие сложные функции. Приборы также различаются по роду измеряемой величины (амперметры, термометры, манометры и т д). Бывают приборы различного исполнения: пылезащитные, противоударные и т д. По характеру установки: переносные и стационарные. Измерительные преобразователи – средства измерения для выработки сигнала измеряемой информации в форме удобной для передачи, но непосредственное восприятие этого сигнала невозможно. Измерительные преобразователи классифицируются: по методу измерения: метод прямого действия и метод сравнения; по способу представления измеряемой величины: аналоговые и цифровые; по положению измерительной системы: первичные (к ним непосредственно подведена измеряемая величина), промежуточные и передающие; по функции преобразования: масштабирующие и функциональные. Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерения. Измерительная система – совокупность средств измерения и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи и предназначенных для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для автоматической обработки. Информационная измерительная система – совокупность функционально объединенных измерительных и вычислительных или других вспомогательных средств, служащих для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки и представления потребителю в требуемом виде или представляющих автоматический контроль. Средства измерения: образцовые и рабочие. Образцовые – мера служит для поверки, по которой градуируются рабочие средства измерения.

2) Принцип, метод и погрешности измерений Влияющие физические величины – внешние физические факторы, не являющиеся измеряемыми данными средствами измерения, но оказывающие влияние на результат измерения, обуславливая погрешность измерения. Под принципом измерения понимают совокупность физических явлений, на которых основано измерение. Метод измерения – совокупность приемов использования принципов и средств измерения. Погрешность (ошибка измерения) – отклонение результата измерения X от истинного значения X_i измеряемой величины.

3) Классификация измерения. По способу нахождения числового значения измеряемой величины измерения подразделяются на: прямые, косвенные, совместные и совокупные. Прямые измерения – это измерения, при которых искомое значение величины у находят непосредственно из опытных данных х, т.е. у=х. Косвенные измерения – это измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной математической зависимости между этой величиной и величинами-аргументами, полученными при прямых измерениях. Например, измерение мощности Р по измеренным значениям тока I и сопротивления R: P=R·I². Совместные измерения – это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними. Совокупные измерения – это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемой при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. По точности измерения делят на три группы: 1. Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне науки и техники. Это измерения, связанные с созданием эталонов, и измерения физических констант. 2. Контрольно-поверочные измерения. Их погрешность не должна превышать некоторых заданных значений. К этой группе относятся измерения, выполняемые службами надзора и измерительными лабораториями предприятий. 3. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений, регламентированными условиями измерений и оценивается до проведения измерений.

4) Все методы измер. сводятся к прямым методам измер.

1. Метод непосредственной оценки – когда измерительная величина определяется непосредственно по отсчётному устройству изм. прибора (ИП). Хар-ся быстротой, но имеет не высокую точность. 1.1 с отсчётом по шкале; 1.2 с отсчётом по шкале и второй шкале. 2. Метод сравнения с мерой – основной метод измерения, когда измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой мерой. 2.1 нулевой метод – в нём результирующий эффект воздействия на приборы сравнения с мерой доводится до нуля. Имеет большую точность, не зависит от ИП. 2.1.1 Компенсационный – измеряемая величина не нарушает равновесие прибора.2.1.2 Метод замещения – изм. величина и мера последовательно помещаются на ИП. 2.1.3 Метод совпадений – разность между изм. величиной и мерой устанавливается на основании совпадения разметок шкал.2.2 Дифференциальный метод – на ИП воздействует разность между изм. величиной и мерой. Высокоточный, средство измерения не вносит погрешности, точность зависит от точности реализации точности меры. 2.2.1 метод противопоставлений – одновременно на ИП воздействует изм. величина и мера.2.2.2 Замещение – изм. величину заменяют известной величиной. Не очень точный метод.

4) Основные элементы процесса измерения Объект измерения – это физическая величина, которая подлежит измерению, например частота передатчика, напряжение выпрямителя. Средства измерений – это технические средства, используемые для целей измерений и имеющие нормированную точность. Средства измерений образуют основу измерительной техники. Принцип измерений составляет совокупность физических явлений, на которых основаны измерения. Метод измерений представляет собой совокупность приемов, принципов и средств измерений, обеспечивающую сравнение измеряемой величины с единицей. Условия измерений характеризуются наличием влияющих величин. Влияющими величинами могут быть высокие и низкие температуры, вибрации и ускорение, повышенное и пониженное давление, электрические и магнитные поля и т.д. Влияние этих величин на средства измерений должно быть изучено, учтено или исключено. Человек-оператор – лицо, проводящее измерения (субъект измерения). Особенности электрорадиоизмерений 1. Большое число физических величин, параметров и характеристик, подлежащих измерению, которое не встречается в других областях измерений. 2. Чрезвычайно широкие пределы значений измеряемых величин, параметров и характеристик. Разнообразие измеряемых величин, широкие пределы их значений приводят к многообразию методов и средств измерений. 3. Физические величины, параметры и характеристики измеряются в чрезвычайно широком диапазоне частот (до сотен ГГц). В зависимости от диапазона частот меняется вид колебательных систем, методы измерений и конструкции приборов. 4. Электрорадиоизмерительная аппаратура, используемая в радиоэлектронике, как правило, имеет высокие входные и выходные сопротивления (кОм, МОм), поскольку чаще приходится иметь дело с высокоомными цепями.

4) Классификация методов измерений

Метод непосредственной оценки состоит в том, что значение величины определяется непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого преобразования (действия). Отсчет – число, отсчитанное по отсчетному устройству. Показание прибора – значение измеряемой величины, определяемой по отсчетному устройству и выраженное в принятых единицах.Метод сравнения с мерой состоит в том, что измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Он классифицируется:Дифференциальный метод заключается в том, что на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. Нулевой метод состоит в том, что результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля. Например, измерение сопротивления с помощью моста с полным его уравновешиванием.Метод замещения заключается в том, что измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение ослабления аттенюатора с помощью образцового переменного аттенюатора.Метод совпадения заключается в том, что разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Например, измерение частоты вращения стробоскопом.Метод противопоставлений состоит в том, что измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на устройство сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами. Например, измерение сопротивлений с помощью моста с помещением измеряемого сопротивления в различных плечах моста.

Наряду с понятием «метод измерений» пользуются понятиями алгоритм и методика измерений.Алгоритм измерения – это точное предписание о выполнении в определенном порядке совокупности операций, обеспечивающих измерение значения физической величины.Методика измерения включает в себя детально разработанный распорядок процесса измерений, регламентирующий методы, средства и алгоритмы.

5) СВИ и из классификация Средства измерения подразделяются на следующие виды: 1) меры; 2) измерительные приборы; 3) измерительные преобразователи; 4) измерительные установки; 5) измерительные системы.

Меры физических величин (или просто меры) – средства измерений, воспроизводящие и хранящие физические величины одного или нескольких заданных размеров. В свою очередь меры делятся на: 1) однозначные (например, плоско—параллельная концевая мера длины); 2) многозначные (штриховая мера длины, конденсатор переменной емкости); 3) наборы мер (набор гирь, калибров); 4) магазины мер (например, магазин электрических резисторов). Измерительный прибор (или просто прибор) – средство измерений, предназначенное для получения значений измерительной физической величины в установленном диапазоне; имеет устройства для преобразования измеряемой величины в сигнал измерительной информации и его индикации на шкале (или цифроуказателе). В настоящее время он часто совмещается с компьютером, при этом отсчет производят при помощи дисплея или принтера. Указанные приборы подразделяются на следующие типы: 1) показывающие; 2) регистрирующие; 3) интегрирующие; 4) суммирующие; 5) прямого действия; 6) сравнения. Например, микрометр и цифровой вольтметр – показывающие; барограф – регистрирующий. Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, или: 1) измерительных приборов; 2) измерительных преобразователей; 3) других устройств, расположенных в одном месте и предназначенных для измерений данной или нескольких физических величин. Измерительные установки разделяют на:

1) поверочные (с включенными в них образцовыми средствами измерений);

2) эталонные – для испытаний каких—либо изделий (их иногда называют испытательными стендами); 3) измерительные машины (вид установок) – например, координатно—измерительная машина для измерения параметров сложных изделий в двухмерном или трехмерном пространствах. Измерительные системы – совокупность функционально объединенных мер, измерительных преобразователей и других технических средств.