Метрология [РТФ, Гаврилова, 4 семестр] / Загруженные файлы virtual / Лекция 1

1.Основные понятия метрологии.

2.Физические величины.

3.Шкалы измерений.

4.Измерения физических величин.

5.Эталоны единиц физических величин.

6.Поверочные схемы.

7.Погрешности измерений.

Измерение – совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения ФВ.

Основное уравнение измерений: Q=q [Q]

где Q – значение ФВ, q – числовое значение измеряемой величины, [Q] – принятая единица измерения.

Результат измерения – это значение ФВ, полученное

путем ее измерения с помощью средств измерений.

Средство измерений – техническое устройство, предназначенное для измерений и имеющее нормативные метрологические характеристики, воспроизводящее и хранящее единицу ФВ, размер которой принимают неизмененным в течении известного интервала времени.

2. Физические величины.

Физическая величина – это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью которых они могут быть изучены.

ГОСТ 8.417 устанавливает семь основных ФВ:

-Длина,

-Масса,

-Термодинамическая температура,

-Количество вещества,

-Сила света,

-Сила электрического тока.

Важной характеристикой ФВ является ее размерность dim (Q) – выражение в форме степенного одночлена, которое отражает связь данной величины с основными физическими величинами и в которой коэффициент пропорциональности принят равным единице:

dim(Q)=LpMnTk

L, M, T – размерность соответствующих основных физических величин, p, n, k – показатели размерности.

Если все показатели размерности равны нулю, то величина называется безразмерной. Размерная ФВ – ФВ, в размерности которой хотя бы одна из основных физических величин возведена в степень, не равную нулю.

При определении размерности производных величин руководствуются следующими правилами:

-Размерность правой и левой частей уравнения не могут не совпадать, т.к. сравниваться между собой могут только одинаковые свойства,

-Алгебра размерностей мультипликативна, т.е состоит из одного единственного действия – умножения,

-Размерность произведения нескольких величин равна произведению их размерностей. Так, если зависимость между значениями величин Q, А, В, С имеет вид Q=АВС, то dimQ=dimA*dimB*dimC,

-Размерность частного от деления одной величины на другую равна отношению их размерностей, т.е. если Q=А/В, то dimQ=dimA/dimB.

3. Шкалы измерений.

Шкала ФВ – это упорядоченная совокупность значений ФВ, служащая исходной для измерений данной величины.

Построение шкал ФВ основано на логических

отношениях, существующих между элементами

множества различных проявлений свойства в конкретных объектах. Это отношения:

-эквивалентности,

-порядка,

-аддитивности.

Различают пять основных типов шкал: шкала наименований, шкала порядка, шкала интервалов, шкала отношений, абсолютная шкала.

Шкала наименований характеризуется только соотношением эквивалентности.

Шкала порядка описывает свойства величин, упорядоченные по возрастанию или по убыванию оцениваемого свойства.

Шкала интервалов (разностей) отличается от шкал порядка тем, что по шкале интервалов можно судить не только о том, что размер больше (меньше) другого, но и на сколько больше (меньше).

Шкалы отношений описывают свойства величин, к количественным проявлениям которых применимы отношения

эквивалентности, порядка, суммирования, вычитания и

умножения.

Абсолютные шкалы обладают всеми признаками шкал отношений, но дополнительно имеют естественное однозначное определение единицы измерения.

Условные (неметрические) шкалы - шкалы, для которых не определена единица измерения. К ним относятся шкалы наименований и порядка. Шкалы интервалов, отношений и абсолютные шкалы называются метрическими.

Классификация типов измерений