- •Общая теория измерений Метрология. Основные термины и определения.
- •Методы и средства измерений
- •Методы и средства измерений.
- •Основные характеристики измерений
- •Средства измерения, меры и эталоны.
- •Измерительные установки и системы.
- •Системы единиц величин
- •Системы единиц физических величин
- •Относительные и логарифмические величины.
- •Определение основных единиц величин.
- •Пояснения к формулировкам единичных величин.
- •Пульсарная шкала времени.
- •Календарное время.
- •Единица силы электрического тока - Ампер.
- •Единица термодинамической температуры
- •Количества вещества - Моль
- •Дополнительные единицы в системе си
- •Производные единицы.
- •Эталоны единиц величин в системе си Эталоны единиц длины
- •Эталон единицы массы
- •Эталоны единицы времени и частоты
- •Эталон единицы силы электрического тока.
- •Модели измерённых величин и средств измерения.
- •Математические модели детерминированных случайных величин.
- •Математические модели средств измерений.
- •Математические модели средств измерения в форме весовой и переходной функций (характеристик).
- •3 Частотная характеристика
- •4 Весовая функция
- •5 Переходная функция
- •Понятия метрологических характеристик и средств измерения.
- •Номенклатура метрологических характеристик
- •1. Характеристики средств измерений, предназначенные для определения результатов измерений
- •2. Характеристики погрешностей средств измерений
- •3. Характеристики чувствительности приборов к влияющим величинам.
- •4. Динамические характеристики средств измерений
- •5. Характеристики средств измерений по входу или выходу
- •6. Значения неинформативных параметров выходного сигнала приборов.
- •Способы нормирования метрологических характеристик
- •Классы точности средств измерений
- •Обозначение классов точности
- •Теория результатов измерений
- •Основные источники погрешности результат измерения
- •Классификации погрешности измерения Виды погрешностей измерений
- •По форме представления:
- •По характеру изменения результатов при повторных измерениях
- •По причине возникновения погрешности
- •По условиям проведения измерений
- •По характеру изменения физической величины
- •Способы выявления систематической составляющей погрешностей измерения
- •Способы измерения зависимостей от влияющих факторов.
- •Выбор количества измерений
- •Требования к оценкам измеряемой величины
- •Точечные и интервальные оценки истинного значения измеряемой величины
- •Интервальные оценки
Эталоны единиц величин в системе си Эталоны единиц длины
Первый вариант эталона длины был принят в 1791г. 1/40 млн. часть дуги Парижского меридиана. В 1849г. Был изготовлен 31 эталон. Эталон №6 принят в качестве международного, №28 – государственный эталон.
В связи с недостаточной точностью эталона изготовленного по первому определению метра в 1960г., 11 ГКНВ приняла новое определение метра, выраженное через количество длин волн излучения атома криптона 86 при переходе его между двумя уровнями. Данное определение было реализовано в виде криптонового эталона, который состоял из газоразрядной лампы заполненной газом криптона 86, помещённый в сосуд Дюрера заполненный жидким азотом. При подаче напряжения 1,5 кВ в лампе образуется свечение возбуждённых газов. Через оптический выход излучение поступает на интерферационный фотоэлектрический компоратор, который измерял число длин волн. В 1983г. 17 КГНВ приняла новое определение метра, выраженного длинной пути пройденного светом в вакууме.
Эталон единицы массы
В 1872г. За единицу массы была принята масса прототипа национального архива Франции. Это пластиковая гиря с диаметром и высотой 39мм. В качестве международного прототипа была принята платиноиридиевая гиря масса, которой соответствует массе 1 куб. дм. воды.
По решению 1 ГКМВ из 40 прототипов России переданы прототипы №12-государственный и №26. Погрешность воспроизведения килограмма составляет 2*10-9. Прототип №12 раз в 10 лет сличается с вторичным эталоном при помощи призменных весов. Масса эталона №12 составляет 1,0000000877 кг. В настоящее время ведутся работы по воспроизведению килограмма через массы различных атомов частиц, однако погрешность высока 0,59*10-6кг.
Эталоны единицы времени и частоты
В настоящее время действующий эталон соответствует определению секунды, как интервал времени, в течение которого совершается определённое число излучении атома цезия-133.
Воспроизведение секунды осуществляется при помощи цезиевой атомно-лучевой трубки.
Данный эталон работает в том случае если частота импульсов тока на резонаторах лучевой трубки достигает строго определенного значения. В этом случае в трубке возникает излучение, которое через световод поступает на блок автоподстройки, который управляет прецизионным кварцевым генератором воспроизводящий через делитель частоты секундные сигналы.
Аналогично воспроизводится и единица частоты- Гц.
Погрешность данного эталона составляет 5*10-14 с
Эталон времени и частоты территориально располагается в двух НИИ:
Институт имени Менделеева г. Санкт- Петербург и Московский институт.
Данный эталон времени и частоты обеспечивает хранение шкал времени России, а так же международной шкалы атомного времени, кроме того эталон обеспечивает воспроизводимость времени по теле и радиовещанию.
Эталон единицы силы электрического тока.
В соответствии с определением единицы силы тока создан эталон, основанный на измерении силы взаимодействия проводников.(токовые весы)
Токовые весы представляют очень точные двуплечие рычажные весы на одно плечо которых устанавливается груз определённой массы а на второе плечо- подвижная катушка находится внутри неподвижной катушки. При прохождение через катушку тока равного 1А происходит уравновешивание погрешность- 4*10-6.
В 1992г в качестве первичного эталона единица силы тока был принят новый эталон основанный на косвенном воспроизведении силы тока по закону Ома. Размер единицы напряжения воспроизводился с помощью квантового эффекта Джозевсена, размер единицы сопротивления- квантовый эффект Холла. Погрешность- 5*10-8
Эталон единицы температуры.
Поскольку температура не является аддитивной величиной поскольку для её воспроизведения недостаточно одного эталона. Поэтому термодинамическая температура воспроизводится комплексно путём воспроизведение многих опорных точек, которые образуют температурную шкалу.
Опорные точки воспроизводятся на основе измерения температур фазового равновесия различных веществ.
В настоящее время действует международная температура шкала МТШ-90, в которой основной реперной точкой является Кельвин, воспроизводимый при измерении температуры тройной точки воды (0,01˚С)
Всего в данной шкале воспроизводится 17 реперных точек.
Для воспроизведения опорных точек в данной шкале применяются очень точные платиновые и термоэлектрические термометры. Приблизительно погрешность воспроизведение Кельвина составляет 0,002 К. территориально а России эта шкала по различным участкам температуры воспроизводится в двух НИИ.