1. Предмет и задачи метрологии.

Метрология — наука об измерениях, об обеспечении их единства, о методах и средствах достижения требуемой точности.

Предмет метрологии - извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.

Средства метрологии - совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

Основные задачи метрологии:

1) разработка общей теории измерений;

2) разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (так называемая «законодательная метрология»);

3) создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант;

4) определение единиц физических величин.

2. Основные метрологические параметры и термины.

Физическая величина — свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов (физических систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Так, все физические тела имеют массу, длину, температуру, но у каждого из них размеры этих физических величин различны.

Единица физической величины — размер физической величины, которому по определению придано значение, равное единице. Единица физической величины — такое ее значение, которое принимают за основание для сравнения с ним физических величин того же рода при их количественной оценке.

Значение физической величины — выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для ее единиц. Отвлеченное число, входящее в значение величины, называется числовым значением.

3. Измерения, основные характеристики измерений.

Измерение — нахождение значения физической величины (параметра) опытным путем с помощью специальных технических средств.

Средства измерений — технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики.

По способу получения числового значения измеряемой величины все измерения подразделяют на четыре основные виды: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения — это измерения, при которых значение физической величины находят непосредственно из опытных данных, сравнивая измеряемую величину с мерой этой величины или используя измерительные средства, непосредственно дающие значения измеряемой величины (например, измерение длины линейкой, температуры — термометром, массы — взвешиванием и т.д.).

Косвенные измерения — это измерения, при которых размер искомой величины определяют путем прямых измерений других величин, связанных с искомой величиной определенными зависимостями. Например, прочность бетона определяют путем измерения разрушающего усилия и площади поперечного сечения образца или путем измерения времени прохождения через бетон ультразвукового импульса и расстояния между излучателем и приемником.

Совокупные измерения — это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую величину определяют решением уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. Например, состав бетонной смеси определяют путем отбора из одного замеса двух проб, одну из которых взвешивают до и после прокаливания (определяют расход воды), а вторую пробу взвешивают до и после рассева с промывкой и высушиванием (определяют расход песка и щебня). Расход цемента определяют по результатам двух измерений, решая уравнение.

Совместные измерения — это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимостей между ними. Например, для измерения с необходимой точностью прочности бетона ультразвуковым методом предварительно проводят совместные измерения: измеряют скорость ультразвука в бетонных образцах и затем измеряют прочность этих образцов разрушающим методом. С учетом полученной зависимости проводят градуировку ультразвукового прибора или строят градуировочную кривую, которой пользуются в дальнейшем при проведении измерений.

Точность измерения — одна из характеристик качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения.

Абсолютная погрешность измерения — разность между полученным при измерении (х) и истинным (Q) значениями измеряемой величины:

Относительная погрешность — погрешность, выраженная в процентах или долях значения измеряемой величины: