- •Основы метрологии и контроль качества Конспект лекций
- •Введение
- •Раздел 1 Основы метрологии
- •Тема 1.1. Международная система единиц физических величин
- •Тема 1.2 Погрешности измерений
- •Тема 1.3 Средства измерений и их метрологические характеристики (2 часа)
- •Тема 1.3 Метрологическое обеспечение измерений
- •Раздел 2 Измерения
- •Тема 2.1. Общие вопросы электрорадиоизмерений
- •Тема 2. 2. Измерение тока и напряжения
- •Тема 2.3 Измерение мощности
- •Тема 2.4 Измерительные генераторы
- •Тема 2.5 Исследование формы, спектра и нелинейных искажений сигнала
- •Осциллографические измерения
- •2. Измерение фазового сдвига:
- •Тема 2.6 Измерение частоты и интервалов времени
- •Тема 2.7 Измерение параметров цепей с сосредоточенными постоянными
- •Тема 2.8 Измерение параметров полупроводниковых приборов и интегральных микросхем
- •Тема 2.9 Автоматизация измерений и контроля
- •§ 77. Основные направления автоматизации измерительных приборов
- •§ 78. Функции, выполняемые микропроцессорами в измерительных приборах
- •§ 79. Компьютерно-измерительные системы (кис)
- •Раздел 3 Основы стандартизации и управление качеством продукции
- •Тема 3.1 Основы стандартизации
- •Тема 3.2. Основные понятия и определения в области управления качеством продукции и её сертификации
- •Международные организации по стандартизации
- •Тема 3.2 Сертификация (2 часа)
- •4.3 Литература основная
- •4.4 Литература дополнительная
- •4.5 Методические пособия
Тема 1.3 Метрологическое обеспечение измерений
Метрологическое обеспечение измерений. Под метрологическим обеспечением измерений понимают установление и применение научных и организационных основ и правил с целью обеспечения единства и требуемой точности измерений. Научные основы разрабатывает метрология, а организационные основы и правила осуществления измерений обеспечивает метрологическая служба, представляющая собой структуру государственных и ведомственных метрологических органов, деятельность которых направлена на обеспечение единства измерений. В Республике Беларусь метрологическую службу возглавляет Государственный комитет по стандартизации, метрологии и сертификации (сокращенно Госстандарт Республики Беларусь).
Метрологическая служба решает следующие типы задач:
научная – занимается разработкой общей теории измерений, эталонов и образцовых средств измерений; совершенствование системы единиц;
практическая – осуществляет производство и выпуск средств измерений, их поверки и государственные испытания;
законодательная – разрабатывает общие правила, требования и нормы, нуждающиеся в контроле со стороны государства и направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений.
Метрологический надзор за средствами измерений
>|'о деятельность органов метрологической службы, на- НИйНhi иная на обеспечение единообразия средств измерений.
< К ионными формами метрологического надзораза сред- ■ ниши и 1мсрений, находящимися в обращении, являются:
I) поверка средств измерений - совокупность операций,
И!hiнемых органами государственной метрологической служ-
|Ц| и I уГи.ектами хозяйствования с целью определения и под- 11И■(•■•■ п иия соответствия средства измерений установленным фНииыппям. Она является важнейшей областью практического н|н1М1 пения метрологии.
При поверке происходит сравнение показаний измери-
н 11 прибора с показаниями образцового прибора. Для этого
и | \ же величину измеряют дважды: сначала поверяемым, а
(ним образцовым прибором, находят разность между соответст- тми показаниями, т.е. рассчитывают погрешность измерении 11ока '..шин образцового прибора с учетом поправки считают
Hi I IIIIIII.IMM.
11 операцию поверки входят также:
предварительный внешний осмотр;
проверка исправности прибора;
проверка комплектации.
роки и методы поверки строго регламентируются норма- iiiiHiHM тисументацией. Результаты поверки оформляются в виде и'i.i По окончании поверки делают выводы о пригодно-
ш нрнпира к дальнейшему использованию.
Раздел 2 Измерения
Тема 2.1. Общие вопросы электрорадиоизмерений
Классификация электрорадиоизмерительных приборов.
Электрорадиоизмерительные приборы классифицируются:
по методу измерения:
приборы непосредственной оценки, показывающие числовое значение измеряемой величины;
приборы сравнения;
по способу выдачи результатов измерения:
показывающие (с визуальным отсчётом);
регистрирующие (самопишущие и печатающие);
интегрирующие (суммирующие значения за определённый промежуток времени);
по принципу действия:
электромеханические (магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические)
электронные (аналоговые - показания которых являются непрерывной функцией измеряемой величины, и цифровые - показания которых представляются в цифровой форме);
по назначению (или по типу измеряемой величины) на 20 основных групп, например: А – амперметры, В – вольтметры, Г – генераторы, Е – приборы для измерения параметров цепей с сосредоточенными постоянными, Л – приборы для измерения параметров диодов, транзисторов и микросхем, М – приборы для измерения мощности, Ф – фазометры, Ч – частотомеры, С – приборы для наблюдения и исследования формы сигналов и измерения их параметров.
Технические и метрологические характеристики средств измерений. К техническим характеристикам средств измерений относятся:
назначение (для измерения каких физических величин);
область применения (диапазон и пределы измерений);
характеристики чувствительности:
чувствительность – способность прибора реагировать на изменение измеряемой величины
S=∆α/∆x,
где ∆α – изменение положения указателя относительно шкалы,
∆х – изменение измеряемой величины, вызвавшее перемещение указателя;
порог чувствительности - наименьшее изменение входной величины, способное вызвать заметное изменение показания прибора;
постоянная прибора (цена деления). Для приборов, градуированных в мм, ее значение чувствительности:
С=1/S;
надёжность средства измерения.
К метрологическим характеристикам средств измерений относятся характеристики, оказывающие влияние на результат и погрешность измерений:
характеристики погрешности (абсолютная, относительная, приведенная, основная, дополнительные погрешности);
собственная потребляемая мощность от измеряемой цепи (чем она меньше, чем точнее измерения);
входное сопротивление (входной импеданс) – сопротивление измерительного прибора со стороны его входных зажимов. Чтобы меньше влиять на измеряемую цепь, средства измерений должны иметь как можно большее активное входное сопротивление и возможно меньшую входную ёмкость.
Структурные схемы измерительных приборов прямого преобразования и сравнения. Структурная схема измерительных приборов прямого преобразования (рисунок 2.1) предусматривает одно или несколько последовательных преобразований сигнала измерения Х в одном направлении, т.е. без применения обратной связи. Входной сигнал Хn воздействует на измерительное устройство ИУ.
Рисунок 2.1: ИП – измерительный преобразователь; ИУ – измерительное устройство, для которого определяется принадлежность прибора к той или иной классификационной группе (аналоговый или цифровой, показывающий или регистрирующий)
Измерительные приборы сравнения предназначены для непосредственного сравнения измеряемой величины Х с известной величиной, воспроизводимой с помощью меры или набора мер. Схема сравнения (рисунок 2.2) осуществляет сравнение входного сигнала Х с сигналом Хм, поступающим от меры. Разностный сигнал ∆Х на ее выходе по цепи прямого преобразования передаётся к ИУ, а по цепи обратного преобразования обеспечивает изменение сигнала Хм, реализуя одну из модификаций метода сравнения, например при нулевом методе добиваются нулевых показаний ИУ, т.е. компенсируют Х и Хм (∆Х=0).
Цепь прямого преобразования
Цепь обратного преобразования Рисунок 2.2