- •Общая теория измерений
- •1. Метрология. Основные термины и определения
- •2. Методы и средства измерений
- •2.1 Основное уравнение измерений
- •2.2 Шкалы измерений
- •2.3 Методы и средства измерений
- •2.4 Основные характеристики измерений
- •I. Метод противопоставления.
- •II. Дифференциальный метод.
- •IV. Метод совпадений.
- •2.5 Средства измерения, меры и эталоны
- •IV. Измерительные установки и системы.
- •3. Системы единиц величин
- •3.1 Виды физических величин и единиц
- •3.2 Системы единиц физических величин
- •3.3 Международная система единиц физических величин.
- •3.4 Определение основных единиц величин
- •3.5 Пояснения к формулировкам единичных величин.
- •3.6 Дополнительные единицы в системе си
- •3.7 Производные единицы.
- •3.8 Эталоны единиц величин в системе си
- •3.8.1 Эталоны единиц длины
- •3.8.2 Эталон единицы массы
- •3.8.3 Эталоны единицы времени и частоты
- •3.8.4 Эталон единицы силы электрического тока
- •3.8.5 Эталон единицы температуры
- •4. Модели измеряемых величин и средств измерения
- •4.1 Виды физических величин
- •4.2 Математические модели детерминированных случайных величин
- •4.3 Математические модели средств измерений
- •4.3.1 Виды измерительных преобразований
- •4.3.2 Математическая модель средств измерений в форме дифференциального уравнения.
- •4.3.3 Математическая модель средств измерений в форме передаточных и частотных характеристик
- •4.3.4 Математические модели средств измерения в форме весовой и переходной функций (характеристик)
- •5. Понятия метрологических характеристик и средств измерения
- •5.1 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.
- •5.2 Способы нормирования метрологических характеристик
- •6. Классы точности средств измерений
- •6.1 Обозначение классов точности
- •7. Теория результатов измерений
- •7.1 Определение погрешности результат измерения
- •7.2 Основные источники погрешности результата измерения
- •7. 3 Классификации погрешности измерения γ
- •По форме представления:
- •По характеру изменения результатов при повторных измерениях погрешности измерения делятся на следующие виды:
- •По причине возникновения погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •По условиям проведения измерений погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •По характеру изменения физической величины погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •7.4.Способы выявления систематической составляющей погрешностей измерения
- •7.5 Выбор количества измерений
- •7.6 Требования к оценкам измеряемой величины
- •7.7 Точечные и интервальные оценки истинного значения измеряемой величины
- •7.7.1 Точечные оценки.
- •7.7.2 Интервальные оценки
- •8. Обработка результатов измерений
- •8.1 Обработка результатов прямых равноточных многократных измерений
- •8.1.1 Методика обработки результатов прямых многократных равноточных измерений
- •8.2 Обработка результатов неравнорассеянных (неравноточных) измерений
- •8.3 Совместная обработка нескольких рядов (серий измерений)
- •8.4 Обработка результатов косвенных измерений
- •8.5 Совокупные и совместные измерения
3.6 Дополнительные единицы в системе си
Дополнительные единицы в системе СИ были введены для образования производных единиц связанными с угловыми величинами.
Единица плоского угла- радиан (рад, rad) -угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу. 1рад= 57˚17'44,8''
Единица телесного угла - стерадиан (ср, sr)-это телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и которой вырезают на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной длине радиуса сферы.
Радиан и стерадиан размерности не имеют. Они применяются в основном для теоретических расчётов. На практике градусное исчисление или в радианах с числами π, 2π, π/2 …
Измерительных приборов со шкалами в радианах и стерадианах не создано.
3.7 Производные единицы.
В настоящее время существует 132 производные единицы. Они образованы на основании уравнения размерности установления связи между основными и производными величинами. Пример основных производных единиц:
I. Сила: F= ma - [H], [N].
Это сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1м/с2 в направлении действия силы.
- Размерность силы - dim F=[m]*[a]= LMT-2
В системе СГС используется единица силы - дина 1Н= 105 дин.
С понятием силы связано так же понятие силы тяжести и веса, их определяющее уравнение G = mg. Размерность аналогична.
II. Давление: P= F/S - [Па] , [Ра]
Размерность давления - dim р = L-1MT-2
В настоящее время используются внесистемные единицы:
-1мм рт ст = 133,322 Па;
-1бар = 105 Па;
-1м бар = 100 Па;
- Атмосфера техническая 1ат = 9,80665∙104 Па.
III. Работа и энергия.
Для выполнения работы А сила перемещает некоторое тело в направлении действия силы на длину L. Определяющее уравнение силы: А = FL - [Дж], [J]
Джоуль- это работа силы равной 1Н при перемещении тела на 1м.
Размерность работы - dim А= [F]* [L]= L2MT-2
Энергия. Определяющее уравнение энергии Е= mc2 .Размерность энергии: dim Е= [m]]*[c]2= L2*MT-2
Поскольку у работы и энергии размерности одинаковы, то они измеряются в Джоулях .
Внесистемная единица энергии - 1эв= 1,60219∙10-19Дж
IV. Мощность- работа, выполняемая в единицу времени. Определяющее уравнение - Р= А/t [Вт], [W].
Размерность - dim P= [A]/[t]= L2MT-3.
Внесистемная единица - 1л.с.= 735,499 Вт.
Определение остальных производных единиц величин – см. справочную литературу.
3.8 Эталоны единиц величин в системе си
3.8.1 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 РФ.
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 криптоном 86, помещённой в сосуд Дюара, 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.