теория+задачи (Мет пособие) / теория / 01 - осн термины

1.1.1. Основные термины и определения в области метрологии

Метрология является теоретической основой измерений. Метрология – наука об измерениях, методах и средствах

обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Вметрологии, как в любой другой науке, недопустимо неоднозначное толкование терминов. Терминологию в области метрологии регламентирует СТБ П 8021-2003 «Метрология. Основные термины и определения» (РМГ 29-99).

Для каждого понятия установлен один стандартизированный термин.

Вметрологии можно выделить три раздела: теоретическая, прикладная и законодательная метрология.

Теоретическая метрология – раздел метрологии, предметом

которого является разработка фундаментальных основ метрологии. Сюда входит

-развитие общей теории измерений и теории погрешностей, в том числе создание новых методов измерений и разработка способов исключения или уменьшения погрешностей;

-создание и совершенствование систем единиц физических величин

(ФВ);

-создание и совершенствование системы эталонов;

-создание и совершенствование научных основ передачи размеров единиц ФВ от эталонов к рабочим СИ.

Прикладная метрология – раздел метрологии, предметом которого

являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положения законодательной метрологии.

Законодательная метрология – раздел метрологии, относящийся к деятельности, направленной на обеспечение единства и необходимой точности измерений, требующей регламентации со стороны государства.

Сюда относится создание и совершенствование системы государственных стандартов, которые устанавливают правила, требования и нормы, определяющие организацию и методику проведения работ по обеспечению единства и точности измерения, организация и функционирование соответствующей государственной службы.

Измерение – это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу ФВ, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальная для каждого из них.

Процесс измерения – заключается в сравнении измеряемой величины с некоторым ее значением, принятым за единицу.

Результатом измерения является число, показывающее отношение значения измеряемой величины к единице измерения.

Единица измерения ФВ – ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемое для количественного выражения однородных с ней ФВ.

Единицы измерения подразделяются на основные и производные. Основная единица – единица основной ФВ в данной системе

единиц.

Производная единица – единица производной ФВ системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами и уже определенными производными.

Для возможности сравнения результатов измерений, выполненных в разное время и в разных местах, система единиц устанавливается в законодательном порядке: ГОСТ 8.417-81. ГСИ. Единицы физических величин.

СИ: 7 основных единиц: м, кг, с, А, кандела, К, моль + угловые единицы.

17 производных: Гц Hz (1/с); ньютон Н N (м×кг×с-2); паскаль Па Ра (м-1×кг×с- 2); Джоуль Дж J (м2×кг×с-2); Вт W (м2×кг×с-3); Кулон Кл С (с×А); В V (м2×кг×с- 3×А-1); Сименс См S (м-2×кг-1×с2×А2); Вебер Вб Wb (м2×кг×с-2×А-1); Тесла Тл Т (кг×с-2×А-1); Генри Гн Н (м2×кг×с-2×А-2); Люмен лм lm (кд×ср); Люкс Лк lx (м-

2×ср); беккерель Бк Bq (с-1); грэй Гр Gy (м2×с-2); зиверт Зв Sv (м2×с-2).

В технике связи широко применяется внесистемная логарифмическая единица бел, при помощи которой определяются относительные значения усиления, ослабления, нелинейных искажений, неравномерности характеристик.

1 дБ равен 10 lg отношения двух одноименных энергетических величин (мощности, энергии) при Р1/Р2=101/10=1,259 или 20 lg отношения двух «силовых» величин (U, J, напряженности поля), если U1/U2=101/20=1,22.

Для выражения количественного различия между одноименными величинами используют понятие

Размер ФВ – количественная определенность единицы ФВ, воспроизводимой или хранимой средством измерений.

Целью измерения является определение размера величины, причем результат измерения должен выражаться числом.

Размерность ФВ – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных ФВ в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные, и с коэффициентом пропорциональности, равным 1.

[B]=м2×кг×с-3×А-1.

Значение нуля для ряда случаев является условным [температура → «начало отсчета», а надо, в сущности, измерять лишь разность температур].

Выражение размера ФВ в виде некоторого числа принятых для него единиц называется значением ФВ.

Отвлеченное число, входящее в значение ФВ, называется числовым значением (5А → 5).

В зависимости от размера выбранной единицы будет изменяться числовое значение ФВ, тогда как размер этой величины будет одним и тем же. [При применении разных единиц длины – м, см, мм – выражения значения перемещения l на 1 м некоторого тела будут равны l=1 м=100 см= 1000 мм].

Все вышеизложенное предполагает узаконенность принятой терминологии и связанное с этим существование таких понятий, как единство измерений и единообразия СИ.

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Единообразие средств измерений – состояние СИ, характеризующееся тем, что они проградуированы в узаконенных единицах и их метрологические свойства (и характеристики) соответствуют нормам.

Для организации обеспечения единства измерений и единообразия СИ в стране создана метрологическая служба – сеть государственных и ведомственных органов и их деятельность, направленная на обеспечение единства измерений и единообразия СИ в стране.

Эти органы осуществляют надзор за состоянием СИ и обеспечивают передачу размера единиц ФВ от эталонов к рабочим СИ.

Всякое измерение необходимо предварительно обдумать, составить план проведения измерений. в связи с этим в теории измерений вводится такое понятие, как методика измерений – детально намеченный распорядок процесса измерений при выбранных схеме и комплексе приборов, включающий правила, последовательность операций, количество измерений и т.д.

Применительно к оной и той же схеме измерений и данному комплексу аппаратуры возможны различные методики и наоборот. В процессе измерений или установки параметров источников сигналов оператор снимает отсчеты или показания.

Отсчет – фиксация значения величины или числа по показывающему устройству СИ в заданный момент времени.

Показание – ФВ, соответствующая отсчету. Показание получается в результате умножения отсчета на переводной множитель.