Предмет и задачи метрологии

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

Основными задачами метрологии согласно РМГ 29-99 являются:

• установление единиц физических величин;

• установление государственных эталонов и образцовых средств измерений;

• разработка теории, методов и средств измерения и контроля;

• обеспечение единства измерений;

• разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;

• разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

Единство измерения – характеристика качества измерения, когда результаты измерения выражены в указанных единицах, а погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Физические величины, единица физической величины, система единиц физических величин

Физическая величина! – особенности физического объекта или явления, характеризующие его свойства, состояние или происходящий в нем процесс, имеющее качественное содержание, называемой физической природой и количественную меру называемой размером.

ФВ, на множестве размеров которой возможно выполнение операций подобных сложению (или вычитанию), является коэффициент линейного расширения!!!(сила ветра, сила электрического тока, твердость из материала)

Различают три вида значений физической величины: истинное, действительное и измеренное.

Под истинным значением понимают такое значение физической величины, которое могло бы выразить в качественном и количественном отношении свойства объекта. Истинное значение не может быть измерено, т. к. не бывает идеальных объектов, средств и условий измерений.

Если используются все имеющие возможности современной науки и техники, предельно ограниченно влияние всякого рода помех, то результат измерения выразится в виде действительного значения физической величины. Такое значение наиболее близко приближается к истинному значению и может быть использовано вместо него.

Любое измеренное значение физической величины (обычным средством измерения) сравнивается с действительным, установленным более точным измерением.

Международная система единиц си

В Международной системе единиц в качестве основных выбраны семь единиц. В механике такими являются единицы длины, массы и времени, в электричестве добавляется единица силы электрического тока, в теплоте — единица термодинамической температуры, в оптике — единица силы света, в молекулярной физике, термодинамике и химии — единица количества вещества. Эти семь единиц соответственно: метр, килограмм, секунда, ампер, Кельвин, кандела (сила света) и моль (обозначается в системе СИ -N) — и выбраны в качестве основных единиц СИ.

Условия измерений и результат. Качество измерений.

Условия измерений – совокупность влияющих величин, описывающих состояние окружающей среды и СИ: нормальные, рабочие и предельные.

 Под качеством измерений понимают совокупность свойств, обусловливающих получение результатов с требуемыми точностными, характеристиками, в необходимом виде и установленные сроки.

Точность измерений – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Под правильностью измерений понимают качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.

Воспроизводимость результатов измерений — повторяе­мость результатов измерений одной и той же величины, полу­ченных в разных местах, разными методами, разными операто­рами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, влажности и др.).

Достоверность характеризует степень доверия к результатам измерений вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных пределах.

Сходимость результатов измерений — характеристика каче­ства измерений, отражающая близость друг к другу результа­тов измерений одной и той же величины, выполненных повтор­но одними и теми же средствами, одним и тем же методом, в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью.

Промежуточная прецизионность – результаты получены в одной лаборатории, но в разных условиях.

Понятие метрологической надежности неразрывно связано с понятием метрологического отказа средства измерения.

Метрологическая надежность — свойство средства измерений сохранять его метрологическую исправность в течение заданного интервала времени, т.е. сохранять соответствие нормируемых метрологических характеристик установленным нормам.

Метрологическим отказом средства измерения называют выход показаний измерений за установленные метрологическими характеристиками нормы.

Метрологическая аттестация - признание метрологической службой узаконенным для применения средств измерений единичного производства (или ввозимого единичными экземплярами из-за границы) на основании тщательных исследований его свойств.

Виды измерений

Измерение – совокупность операций по применению технического средства для сравнения измеряемой величины с ее единицей.

• 1. По способу получения результатов измерения делятся:

Прямые - это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно по показаниям средств измерений. Примерами являются: измерение длины линейкой или рулеткой, измерение диаметра штангенциркулем или микрометром, измерение угла угломером, измерение температуры термометром и т.п.

Косвенные - определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

Примечание - Во многих случаях вместо термина косвенное измерение применяют термин косвенный метод измерений

Примеры: определение сопротивления по напряжению и току, измеренным вольтметром и амперметром, напряжение измеряют осциллографом, измерение электрической энергии с помощью вольтметра, амперметра и хронометра !!!

Совокупные - это такие измерения, при которых значения измеряемых величин определяют по результатам повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Значение искомой величины определяют решением системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений. Примером является определение массы отдельных гирь набора, т.е. проведение калибровки по известной массе одной из них и по результатам прямых измерений и сравнения масс различных сочетаний гирь.

Совместные - это измерения, производимые одновременно двух или нескольких разноименных величин для нахождения функциональной зависимости между ними. Примерами совместных измерений являются для определения линейного расширения материала измеряется длина и температура или зависимости электрического сопротивления проводника от давления и температуры, измерение тока при различных значениях напряжения для проверки закона Ома.