Метрология_Зачет_Ткачук

известной величины, изменяющейся по определенному закону, заложенному в схеме вольтметра, которая либо больше, либо меньше измеряемого напряжения, но постепенно стремится к нему до тех пор, пока не будет достигнуто равенство измеряемой и известной величин. Процесс измерения напряжения в кодово-импульсном вольтметре напоминает взвешивание на весах, поэтому такие приборы иногда называют ЦВ поразрядного уравновешивания. Точность кодово-импульсного ЦВ зависит от стабильности опорного напряжения, точности изготовления делителя, порога срабатывания сравнивающего устройства.

Принцип действия время-импульсного ЦВ основан на преобразования с помощью АЦП измеряемого напряжения в пропорциональный интервал времени, который заполняется счетными импульсами, следующими с известной стабильной частотой следования. В результате такого преобразования дискретный сигнал измерительной информации на выходе преобразователя имеет вид пачки счетных импульсов, число которых пропорционально уровню измеряемого напряжения.

Рис. 2. Статическая характеристика преобразования идеального ЦИУ

Основные характеристики:

диапазон измерений (100 мВ или 1, 10, 100, 1000 В);

класс точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2;

разрядность;

помехозащищенность;

точность показаний. В зависимости от класса у каждого прибора своя предельно допускаемая относительная погрешность;

быстродействие. Аппараты выполняют в среднем 20-50 измерений в секунду.

1.Основные понятия метрологии: измерение, единство измерений, средство измерений, погрешность, точность, достоверность измерений

единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы;

точность измерений – одна из характеристик качества измерения, отражающая близость к нулю

погрешность результата измерения ‒ отклонения измеренного значения величины от её истинного (действительного) значения.

средство измерений – техническое средство , предназн для измер, имеющ нормиров хар-ки,воспроизвод-хранящие ед измер величины, размерность которой принимают неизвестной

Достоверность –

2.Государственный метрологический контроль и надзор (ГМКиН). Сферы распространения.

Государственный метрологический контроль и надзор – это деятельность,

осуществляемая органами государственной метрологической службы по проверке юридических лиц на соответствие Закону «Об обеспечении единства измерений» и требованиям государственных стандартов и другим нормативным документам в области метрологии

Сферы распространения:

1)здравоохранение, ветеринария, охрана окружающей среды, обеспечение безопасности;

2)торговля и товарообменные операции, выполнение работ по расфасовке товаров;

3)государственные учетные операции;

4)обеспечение обороны государства;

5)геодезические и гидрометеорологические работы;

6)банковские, налоговые, таможенные и почтовые операции;

7)осуществление мероприятий государственного контроля (надзора);

8)оценка соответствия промышленной, а также иной продукции и объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям;

9)измерения, проводимые по поручению органов суда, прокуратуры, арбитража, других органов государственного управления;

10)регистрация национальных и международных спортивных рекордов.

3. Поверка и калибровка средств измерений. Градуировка

Поверка - совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требо-ваниям.

Калибровка средства измерений — совокупность операций, выполняем ых в целях определения действительных значений метрологических хар актеристик средств измерений.

Градуировка средств измерений – метрологическая операция, при помощи которой средство измерений (меру или измерительный прибор) снабжают шкалой или гра

дуировочной таблицей (кривой). Отметки шкалы должны с требуемой точнос тью соответствовать значениям измеряемой величины, а таблица (кривая) с требуемой точностью отра жать связь эф-

фекта на выходе прибора с величиной, подводимой к входу.Производится с п омощью более точных, чем градуируемые, средств измерений, по показаниям которых устанавливают действительные значения измеряемой величины

4. . Классификация измерений. Принцип и метод измерений

Классификация:

1) Число проведенных измерений

Однократное измерение – это измерение, выполненное один раз.

Многократное измерение

2)Точность измерений

-равноточные измерения, выполняемые одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью;

-неравноточные измерения, выполняемые различающимися по точности средствами измерений и (или) в разных условиях.

3)Характер зависимости измеряемой величины от времени

-Статическими называются измерения, принимаемые в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменные на протяжении времени измерения

-Динамическими считаются измерения изменяющейся по размеру физической величины

4). Способ получения результатов измерений

-Прямые измерения – это измерения, при которых искомое значение физической величины получают непосредственно в результате выполненного измерения либо путем сравнения с мерой, либо по отсчету показания средства измерения, градуированному в единицах измеряемой величины

-косвенные измерения - искомое значение измеряемой величины определяется на основании прямых результатов измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

-Совокупные измерения – проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях

-Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними

5)Способ представления результата

-абсолютное измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант

-относительное измерение – измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную

6)Уровень точности результата

-измерения максимально возможной точности - относятся эталонные измерения, связанные с воспроизведением установленных единиц физических величин, измерения физических постоянных и т.п.

-Контрольно-поверочные (метрологические) измеренияпогрешность которых не должна превышать некоторого заданного значения

-Технические (рабочие) измерения осуществляются с целью получения информации о свойствах материальных объектов, процессов

иявлений с помощью рабочих средств измерений.

7) . Если на заданном интервале времени число измеряемых мгновенных значений величины, изменяющейся во времени, конечно, то измерения называются дискретными, если их число бесконечно, то – аналоговыми.

принцип измерений - Физическое явление (эффект), положенное в основу измерений

Метод измерений – это прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализуемым принципом измерений

5. Классификация погрешностей измерений. Классы точности. Систематические погрешности.

1) Классификация погрешностей измерен

-Абсолютная погрешность измерения – это погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины и собственно представляющая собой разность между результатом измерения Х и истинным значением Q измеряемой величины (на практике – ее действительным значением Хд):

-Относительная погрешность измерения – это погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному значению измеряемой величины или результату измерения в долях или процентах:

2) В зависимости от источника возникновения

-Методическая погрешность (погрешность метода измерений) – составляющая погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятого метода измерений.

-Погрешность (измерения) из-за изменений условий измерения – составляющая погрешности измерения, являющаяся следствием неучтенного влияния отклонения в одну сторону какого-либо из параметров, характеризующих условия измерений, от установленного значения

-Инструментальная погрешность измерения – составляющая погрешности измерения, обусловленная погрешностью применяемого средства измерения

-Субъективная погрешность измерения – составляющая погрешности измерений, обусловленная индивидуальными особенностями оператора

3) В зависимости от характера изменения измеряемой величины во времени

-Статическая погрешность – это погрешность результата измерения, свойственная условиям статического измерения

-Динамическая погрешность – это погрешность результата измерений, свойственная условиям динамического измерения

4) В зависимости от характера изменения погрешности

-Систематическая погрешность – составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины

-Неисключенная систематическая погрешность (НСП) – составляющая погрешности результата измерений, обусловленная: а) погрешностями вычисления и введения поправок на влияние систематических погрешностей; б) систематической погрешностью, на действие которой поправка не введена вследствие ее малости

-Случайная погрешность – составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и

значению) при повторных, проведенных с одинаковой тщательностью измерениях одной и той же физической величины

-Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность – это медленно меняющаяся во времени погрешность.

-Грубая погрешность (промах) – погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Погрешность средства измерений – разность между показанием средства измерений X и истинным (действительным Xд ) значением физической величины

6. Статическая измерительная характеристика СИ. Аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности. Нелинейные искажения измерительной характеристики. Погрешность обратного хода (вариация показаний).

Метрологическая характеристика – это характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность

Статические – определяются в статическом режиме работы

Динамические: переходная, импульсная переходная, амплитудно-фазовая, передаточная, Амплитудно-частотная, Фазочастотная характеристика, Передаточная

Статическая:

-Функция (уравнение) преобразования

- Чувствительность (S) – свойство (характеристика) средства измерений, определяемая отношением изменения ΔY выходного сигнала к входному

Различают абсолютную S= Y / X и относительную S= Y/ X /X чувствительности.

Характеристика, обратная чувствительности, называется постоянной прибора C= 1/S .

-Значения меры

-Цена деления шкалы

Шкала – это часть отсчетного устройства средства измерений, представляющая собой ряд отметок

-Диапазон измерений

-Характеристики используемого цифрового кода

Пределы допускаемой абсолютной погрешности устанавливают по формулам:

- для аддитивной погрешности

-для мультипликативной погрешности

-- для сочетания аддитивной и мультипликативной погрешностей

У аналоговых средств измерений с линейной функцией преобразования S =const , и шкала равномерна. При нелинейной характеристике преобразования чувствительность зависит от измеряемой величины X, и шкала средства измерений неравномерна

Причиной вариации показаний является трение и мёртвый ход подвижных частей механизма прибора, неполная упругость пружин и других деталей, подверженных действию сил

7. Принципы построения систем единиц физических величин. Когерентные производные единицы. Система единиц СИ.

Когерентная производная единица

– производная единица физической величины, связанная с другими единицами системы единиц уравнением, в котором числовой коэффициент принят равным 1

Принципы формирования систем единиц физических величин:

1)выбираются основные физические величины;

2)устанавливаются единицы основных физических величин

3)устанавливают единицы производных физических величин

Система СИмеждународная система единиц основанная на международной системе величин

8. Формулы размерностей. Кратные и дольные единицы.

Кратная система – единица ФВ в целое число большая системной или внесистемной единицы

Дольная – ед ФВ, в целое число раз меньшая сист или внесист ед Размерность – зависимость каждой производной величины от основной dim

dim =

, −показатели размерности

1.Если = 1 + 2 то = 1 + 2

2.Если = 1 2 то = 1 2

3.Если = 1/2 то = 1/2

9.Поверочные схемы.

Поверочная схема — это утвержденный в установленном порядке документ, регламентирующий средства, методы и точность передачи размера единицы физической величины от государственного эталона или исходного рабочего эталона к рабочим средствам измерений.