- •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
3.8.2 Эталон единицы массы
В 1872г. За единицу массы была принята масса прототипа национального архива Франции - гиря с диаметром и высотой 39 мм. 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∙10-9кг. 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 и составляет 0,59∙10-6кг.
3.8.3 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, воспроизводящим через делитель частоты секундные сигналы. Аналогично воспроизводится и единица частоты- Гц. Погрешность данного эталона составляет 5∙10-14 с
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.
3.8.4 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, которая находится внутри неподвижной катушки. При прохождении через катушки тока равного 1А происходит уравновешивание весов. Погрешность - 4∙10-6 ед.
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 Джозевсона, размер единицы сопротивления- с помощью квантовый эффект Холла. Погрешность- 5∙10-8 ед.
3.8.5 Эталон единицы температуры
Поскольку температура не является аддитивной величиной, для её воспроизведения недостаточно одного эталона. Поэтому термодинамическая температура воспроизводится комплексно, путём воспроизведения 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.