11

Де 1. Теоретические основы метрологии

2.01.03. Основы техники измерений параметров технических систем

1. Классификация измерений.

2. Виды и методы измерений.

3. Виды средств измерений и их основные метрологические характеристики.

4. Классы точности средств измерений.

5. Метрологические характеристики цифровых приборов.

1. Классификация измерений

Классификация средств измерений может проводиться по следующим критериям.

1. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.

Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой вели­чины, сделанных при помощи средств измерений (СИ), обладающих одинаковой точностью, в идентич­ных исходных условиях.

Неравноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой ве­личины, сделанных при помощи средств измерения, обладающих разной точностью, и (или) в различ­ных исходных условиях.

2. По количеству измерений измерения делятся на однократные и многократные.

Однократное измерение— измерение, произведенное один раз.

Многократное измерение— измерение одного размера величины, результат этого измерения получают из нескольких последующих однократных измерений (отсчетов).

Сколько нужно произвести измерений чтобы считать что мы произвели многократные измерения? Точно на это никто не ответит. Но мы знаем, что при помощи таблиц статистических распределений ряд измерений может быть исследован по правилам математической статистики при числе измерений п ≥ 4 . Поэтому считается, что измерение можно считать многократным при числе измерений не менее 4.

3. По типу изменения величины измерения делятся на статические и динамические.

Статические измерения — это измерения постоянной, неизменной физической величины.

Например, измерение линейного размера изготовленного изделия при нормальной температуре можно считать статическим, поскольку колебания температуры в цехе на уровне десятых долей градуса вносят погрешность измерений не более 10 мкм/м, несущественную по сравнению с погрешностью изготовления детали.

Динамические измерения — это измерения изменяющейся, непостоянной физической вели­чины. Например, измерение расстояния до уровня поверхности Земли с воздушного шара или измерение постоянного напряжения электрического тока. По существу динамическое измерение является измерением функциональной зависимости измеряемой величины от времени.

4. По предназначению измерения делятся на технические и метрологические.

Технические измерения — это измерения, выполняемые техническими средствами измерений.

Пример: для контроля и управления экспериментальными разработками, контроля технологических параметров продукции или всевозможных производственных процессов, управления транспортными потоками, в медицине при постановке диагноза и лечении, контроля состояния экологии и др.

Метрологические измерения — измерения для реализации единства и необходимой точности технических измерений (измерения, выполняемые с использованием эталонов).

К ним относят:

• воспроизведение единиц и шкал физических величин первичными эталонами и передачу их размеров менее точным эталонам;

• калибровку средств измерений;

• измерения, производимые при калибровке или поверке средств измерений;

• другие измерения, выполняемые с этой целью (например, измерения при взаимных сличениях эталонов одинакового уровня точности) или удовлетворения других внутренних потребностей метрологии (например, измерения с целью уточнения фундаментальных физических констант и справочных стандартных сведений о свойствах материалов и веществ, измерения для подтверждения заявленных измерительных возможностей лабораторий).

Метрологические измерения проводят при помощи эталонов.

5. По способу представления результата измерения делятся на абсолютные и относительные. 

Абсолютные измерения — это измерения, которые выполняются посредством прямого, непо­средственного измерения основной величины и (или) применения физической константы.Как пример, измерение силы с помощью динамометра будет относительным измерением, а ее измерение путем использования физической константы g (ускорение всемирного тяготения) и мер массы (основной величины SI) — абсолютным.

Относительные измерения — это измерения, при которых вычисляется отношение однородных величин, причем числитель является сравниваемой величиной, а знаменатель — базой сравнения (еди­ницей). Например, относительным измерением является определение активности радионуклида в источнике методом измерения ее отношения к активности радионуклида в ином источнике, аттестованном как эталонная мера величины.

6. По методам получения результатов измерения делятся на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямое измерение — это измерение, проведенное при помощи средства измерений, хранящего единицу или шкалу измеряемой величины. Как пример, измерение длины изделия штангенциркулем, электрического напряжения вольтметром и т.п.

Косвенные измерения — это измерения, при которых значение измеряемой величины вычисля­ется при помощи значений, полученных посредством прямых измерений. Например, нахождение плотности однородного тела по его массе.

Совокупные измерения — измерения одновременно нескольких однородных величин, когда значения этих величин находят путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях различных сочетаний этих величин.Пример, измерение сопротивлений резисторов, соединенных треугольником, путем измерений сопротивлений между различными вершинами треугольника; по результатам трех измерений определяют сопротивления резисторов.

Совместные - это измерения, производимые одновременно двух или нескольких разноименных величин для нахождения функциональной зависимости между ними. Примерами совместных измерений являются определение длины стержня в зависимости от его температуры или зависимости электрического сопротивления проводника от давления и температуры.