1.Основные понятия и определения

1. Основные понятия

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Измерение – процесс, заключающийся в определении значения физической величины с помощью специальных технических средств.

Погрешность измерений - отклонение результата измерения от истинного значения физической величины.

Точность измерений - отражает близость результатов измерения к истинному значению измеряемой величины.

Измерительные приборы - средства измерения, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для восприятия наблюдателя.

Поверка средств измерений - определение метрологическим органом погрешности средств измерений и установление его пригодности к применению.

Средства измерения представлены в виде структурной схемы:

Мера - средства измерений предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера с определенной точностью. Существуют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер.

Измерительные преобразователи - предназначены для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но не поддающиеся восприятию наблюдателя.(пульты управления)

Измерительные преобразователи могут быть энергетическими (не требуют постороннего источника энергии) и параметрическими (требуют постороннего источник энергии) Различают преобразователи непрерывной величины в дискретную, первичные, передающие, масштабные, выходные, обратные, сравнения с одной или несколькими величинами. К измерительным преобразователям относятся делители напряжения и тока, добавочные резисторы, шунты, измерительные трансформаторы, выпрямители, усилители.

Измерительные установки - совокупность функционально объединенных средств измерений предназначенных для выработки, сигналов в удобной форме для наблюдателя

Измерительные информационные системы (ИИС) - совокупность средств измерения и вспомогательных устройств, соединяющихся между собой каналами связей, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для автоматической обработки и передачи.

ИИС бывают измерительные, диагностические и автоматического контроля. Виды измерений:

Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных.

Косвенные измерения - измерения, при которых искомое значение физической величины находят на основании математической зависимости между искомой величиной и величинами аргументами, полученными при прямых измерениях

Совместные и совокупные измерения близки по способу нахождения искомых значений величин (в обоих случаях они находятся решением уравнений) и коэффициентов, в которых отдельные члены получены в результате прямых измерений. Отличие состоит в том, что при совокупных измерениях одновременно измеряется несколько одноименных величин, а при совместных- разноименных.

Обычные измерения - измерения, выполняемые с однократным наблюдением.

Статистические измерения - измерения с многократным наблюдением.

Статические измерения - измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени в процессе измерения.

Динамические измерения - измерения, при которых измеряемая величина изменяется в процессе измерения.

Метод непосредственной оценки заключается в непосредственном определении значения физической величины по отчетному устройству измерительного устройства заранее проградуированного в значениях измеряемой величины.

Основные методы измерения:

Метод сравнения с мерой заключается в определении искомой определяемой физической величины сравнением с величиной воспроизводимой мерой.

Дифференциальный метод основан на измерении разности между искомой величиной и истинным значением. Он применяется при измерении параметров цепи.

Нулевой метод - частный случай дифференциального метода, при котором результирующий эффект воздействия измеряемой физической величины и известной величины, воспроизводимой мерой на прибор сравнения, доводят до нуля.

Метод замещений - метод, при котором измеряемая величина замещается известной величиной, воспроизводимой мерой равной по значению замещенной.

Метод противопоставлений - метод, при котором измеряемая величина и известная величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнений, с помощью показаний которого устанавливают соотношения между ними.

9 - детально намеченный порядок процесса измерений, регламентирующие методы, средства, алгоритмы выполнения измерений, которые в определенных условиях обеспечивают измерения с заданной точностью.

Алгоритм измерений - точное предписание о выполнении в определенном порядке совокупности операций, обеспечивающих измерения значений физической величины.

Приборам у которых пределы допускаемых основных погрешностей задаются относительной основной или приведенной погрешностей, присваивают согласно ГОСТ классы точности, выбираемые из следующего ряда : 1*10^п; где

Погрешность прибора, в зависимости от значения входной величины, можно представить в виде аддитивной ( ) и мультипликативной погрешности ( ):

Аддитивная погрешность (погрешность нуля) - погрешность, не зависящая от чувствительности прибора и постоянная для всех значений входной величины в пределах диапазона измерений.

а) б)

Мультипликативная погрешность (погрешность чувствительности) - погрешность, которая изменяется пропорционально текущему значению входной величины - относительной погрешности чувствительное.

Относительные погрешности прибора:

В зависимости от времени поведения измеряемой величины в процессе измерения определяются статические и динамические погрешности.

Статические погрешности - это погрешности, возникающие при измерении постоянной во времени величины.

Динамическая погрешность - это разность между погрешностью прибора в динамическом режиме и его статической погрешностью соответствующей значению величины в данный момент времени. Она зависит как от свойств прибора, так и от характера изменения измеряемой величины во времени (если время установления показаний прибора больше времени интервала измеряемой величины, то возникает динамическая погрешность). Подключение измерительных приборов к участку цепи не должно нарушать энергетического баланса в измеряемой цепи.

Быстродействие - это время затраченное на одно измерение. Для аналоговых приборов быстродействие определяется временем установления показаний. Для цифровых приборов оно определяется отношением количества измерений за промежуток времени в отношении к этому промежутку:

Надежность - способность прибора сохранять эксплуатационные параметры в установленных пределах в течении заданного времени. Основные критерии надежности:

1. Вероятность безотказной работы в течении заданного времени.

2. Интенсивность отказов.

3. Время безотказной работы. Оценка надежности производится в процессе разработки прибора.