Множители и приставки для образования десятичных и дольных единиц
|
Множитель |
Приставка | |||||
|
наименование |
происхождение |
обозначение | ||||
|
от какого слова |
из какого языка |
междуна-родное |
русское | |||
|
1018 |
Экса |
Шесть (раз по 103) |
греч. |
Е |
Э | |
|
1015 |
Пета |
Пять (раз по 103) |
греч. |
Р |
П | |
|
1012 |
Тера |
Огромный |
греч. |
Т |
Т | |
|
109 |
Гига |
Гигант |
греч. |
G |
Г | |
|
106 |
Мега |
Большой |
греч. |
М |
М | |
|
103 |
Кило |
Тысяча |
греч. |
k |
к | |
|
102 |
Гекто |
Сто |
греч. |
h |
г | |
|
101 |
Дека |
Десять |
греч. |
da |
да | |
|
10-1 |
Деци |
Десять |
лат. |
d |
Д | |
|
10-2 |
Санти |
Сто |
лат. |
С |
С | |
|
10-3 |
Милли |
Тысяча |
лат. |
m |
м | |
|
10-6 |
Микро |
Малый |
греч. |
µ |
мк | |
|
10-9 |
Нано |
Карлик |
лат. |
n |
н | |
|
10-12 |
Пико |
Пикколо (маленький) |
итал. |
р |
п | |
|
10-15 |
Фемто |
Пятнадцать |
лат. |
f |
Ф | |
|
10-18 |
Атто |
Восемнадцать |
лат. |
а |
а | |
К наименованию единицы допускается присоединять только одну приставку (например, пикофарад, а не микропикрофарад). У единиц, образованных как произведение или отношение нескольких единиц, приставку присоединяют, как правило, к наименованию первой единицы, например, килопаскаль – секунда на метр (кПа·с/м), а не паскаль – килосекунда на метр. Кратные и дольные единицы выбирают таким образом, чтобы числовое значение величины находилось в диапазоне от 0,1 до 1000.
Виды и методы измерений
Измерение – совокупность операций по применению системы измерений для получения значения измеряемой физической величины.
Виды измерений
1. По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются на:
статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени;
динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.
Статическими измерениями являются, например, измерения размеров тела, постоянного давления, электрических величин в цепях с установившемся режимом, динамическими – измерения пульсирующих давлений, вибраций, электрических величин в условиях протекания переходного процесса.
2. По способу получения результатов измерений их разделяют на:
прямые;
косвенные;
совокупные;
совместные.
Прямые измерения – это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения можно выразить формулой Q = X, где Q – искомое значение измеряемой величины, а X – значение, непосредственно получаемое из опытных данных.
При прямых измерениях экспериментальным операциям подвергают измеряемую величину, которую сравнивают с мерой непосредственно или же с помощью измерительных приборов, градуированных в требуемых единицах. Примерами прямых измерений служат измерения длины тела линейкой, массы при помощи весов и др.
Косвенные измерения – это измерения, при которых искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, т. е. измеряют не собственно определяемую величину, а другие, функционально с ней связанные. Значение измеряемой величины находят путем вычисления по формуле Q = F(x1, x2, …, xn), где F – функциональная зависимость, которая заранее известна; x1, x2, …, xn – значения величин, измеренных прямым способом.
Примеры косвенных измерений: определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения.
Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Роль их особенно велика при измерении величин, недоступных непосредственному экспериментальному сравнению, например размеров астрономического или внутриатомного порядка.
Совокупные измерения – это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую величину определяют решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора (калибровка по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).
Совместные измерения – это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимостей между ними.
В качестве примера можно назвать измерение электрического сопротивления при 20 °С и температурных коэффициентов измерительного резистора по данным прямых измерений его сопротивления при различных температурах.
3. По характеристике точности измерения делятся на:
равноточные (ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех же условиях);
неравноточные (ряд измерений какой-либо величины, выполненных различными по точности средствами измерений и в несколько разных условиях).
4. По числу измерений выделяют:
однократные (измерения величины, выполненные один раз);
многократные (измерения одного и того же размера физической величины, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т. е. состоящих из ряда однократных измерений). Как правило, многократными считаются измерения, количество которых в ряду составляет n ≥ 4. Результатом многократного измерения обычно является среднее арифметическое значение из отдельных измерений.
5. По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на:
метрологические:
измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. В этот класс включены все высокоточные измерения и в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин. Сюда относятся также измерения физических констант, прежде всего универсальных, например измерение абсолютного значения ускорения свободного падения;
контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. В этот класс включены измерения, выполняемые лабораториями государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов, а также состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями. Эти измерения гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения;
технические (измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на промышленных предприятиях, в сфере услуг и др.).
6. По результатам измерений выделяют:
абсолютные (измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант);
относительные (измерения отношения величины к одноимённой величине, играющей роль единицы, или измерения изменения величины по отношению к одноимённой величине, принимаемой за исходную).
Методы измерений
Метод измерения – это способ экспериментального определения значения физической величины, т. е. совокупность используемых при измерениях физических явлений и средств измерений.
1. По способу получения значений измеряемых величин различают (рис. 1.2):
Рис. 1.2. Классификация методов измерений
Метод непосредственной оценки заключается в определения значения физической величины по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. Например – измерение напряжения вольтметром.
Этот метод является наиболее распространенным, но его точность зависит от точности измерительного прибора.
Метод сравнения с мерой – в этом случае измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Точность измерения может быть выше, чем точность непосредственной оценки.
Различают следующие разновидности метода сравнения с мерой:
Метод противопоставления, при котором измеряемая и воспроизводимая величина одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между величинами. Пример: измерение веса с помощью рычажных весов и набора гирь.
Дифференциальный метод, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. При этом уравновешивание измеряемой величины известной производится не полностью. Пример: измерение напряжения постоянного тока с помощью дискретного делителя напряжения, источника образцового напряжения и вольтметра.
Нулевой метод, при котором результирующий эффект воздействия обеих величин на прибор сравнения доводят до нуля, что фиксируется высокочувствительным прибором – нуль-индикатором. Пример: измерение сопротивления резистора с помощью 4-х плечевого моста, в котором падение напряжения на резисторе с неизвестным сопротивлением уравновешивается падением напряжения на резисторе известного сопротивления.
Метод замещения, при котором производится поочередное подключение на вход прибора измеряемой величины и известной величины, и по двум показаниям прибора оценивается значение измеряемой величины, а затем подбором известной величины добиваются, чтобы оба показания совпали. При этом методе может быть достигнута высокая точность измерений при высокой точности меры известной величины и высокой чувствительности прибора. Пример: точное измерение малого напряжения при помощи высокочувствительного гальванометра, к которому сначала подключают источник неизвестного напряжения и определяют отклонение указателя, а затем с помощью регулируемого источника известного напряжения добиваются того же отклонения указателя. При этом известное напряжение равно неизвестному.
Метод совпадения, при котором измеряют разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Пример: измерение частоты вращения детали с помощью мигающей лампы стробоскопа: наблюдая положение метки на вращающейся детали в моменты вспышек лампы, по известной частоте вспышек и смещению метки определяют частоту вращения детали.
2. При измерении линейных величин независимо от рассмотренных методов различают контактный и бесконтактный методы измерений.
3. В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения, различают:
инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических;
экспертный метод оценки основан на использовании данных нескольких специалистов. Широко применяется в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине;
эвристические методы оценки основаны на интуиции. Широко используется способ попарного сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно, а затем производится ранжирование на основании результатов этого сравнения;
органолептические методы оценки основаны на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса).
Характеристики качества измерений
В настоящее время качество измерений принято характеризовать: точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений.
Точность измерений – это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям. Точность количественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Например, если погрешность измерений равна 10-4, то точность будет равна 104 . Точность – это, в общем случае, характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.
Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют методами теории вероятности и математической статистики, что дает возможность получения результатов, погрешность которых не превышает заданных границ с необходимой достоверностью. Термин «достоверность измерений» применяется в настоящее время наряду с термином «точность измерений» и является его синонимом. В международной практике находят применение и термины «неточность измерений», «недостоверность измерений».
Правильность измерений – это качество измерений, отражающее близость к нулю систематических составляющих погрешности в результате измерений.
Сходимость измерений – это качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных в одинаковых условиях. Сходимость результатов измерений отражает влияние случайных погрешностей. Другими словами, сходимость результатов измерений – это характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами измерений, одним и тем же методом, в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью.
Количественная оценка сходимости измерений может быть выполнена по разностям в получаемых значениях величины или в отсчетах показаний. Сходимость измерений двух групп многократных измерений может характеризоваться размахом, средней квадратической или средней арифметической погрешностями.
Сходимость показаний средства измерений – это характеристика качества средства измерений, которая отражает близость к нулю случайных погрешностей.
Воспроизводимость измерений – это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, различными методами и средствами), т. е. это повторяемость результатов измерений одной и той же величины, полученных разными методами, средствами, разными операторами и в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температура, давление, влажность и т. д.). Воспроизводимость измерений может характеризоваться средней квадратической погрешностью сравниваемых рядов измерений.
Общие сведения о средствах измерений (СИ)
Средство измерений – техническое средство (или их комплекс), предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным в пределах установленной погрешности и в течение известного интервала времени.
1. По метрологическому назначению средства измерений подразделяются на:
эталоны – это средства измерений или комплекс средств измерений, предназначенных для воспроизведения и хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденные в качестве эталона в установленном порядке. Воспроизводят единицу ФВ с наивысшей точностью.
Различают следующие виды эталонов:
первичный – это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Они составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений;
вторичный – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы;
сравнения – эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом;
исходный – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений;
рабочий – эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Это самые распространенные эталоны;
государственный – первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства. Государственные эталоны создаются, хранятся и применяются центральными метрологическими научными институтами;
национальный – эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны;
международный – эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
образцовые средства измерений, предназначенные для обеспечения единства измерений в стране и служащие для поверки по ним других средств измерений.
рабочие средства измерений (РСИ), предназначенные для измерений физических величин, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений. РСИ являются самыми многочисленными и широко применяемыми. Примеры РСИ: электросчетчик – для измерения электрической энергии; теодолит – для измерения плоских углов; нутромер – для измерения малых длин (диаметров отверстий); термометр – для измерения температуры; измерительная система теплоэлектростанции, получающая получить измерительную информацию о ряде физических величин в разных энергоблоках.
2. По стандартизации средства измерений делятся на:
стандартизованные средства измерений, изготовленные в соответствии с требованиями государственного или отраслевого стандарта.
нестандартизованные средства измерений – уникальные средства измерений, предназначенные для специальной измерительной задачи, в стандартизации требований к которому нет необходимости. Нестандартизованные средства измерений не подвергаются государственным испытаниям (поверкам), а подлежат метрологическим аттестациям.
3. По степени автоматизации средства измерений делятся на:
автоматические средства измерений, производящие в автоматическом режиме все операции, связанные с обработкой результатов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработкой управляющего сигнала;
автоматизированные средства измерений, производящие в автоматическом режиме одну или часть измерительных операций;
неавтоматические средства измерений, не имеющие устройств для автоматического выполнения измерений и обработки их результатов (рулетка, теодолит и т. д.).
4. По конструктивному исполнению средства измерений делятся на:
меры;
измерительные преобразователи;
измерительные приборы;
измерительные установки;
измерительно-информационные системы.
Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера, значение которого выражено в установленных единицах и установлено с необходимой точностью. Мера выступает в качестве носителя единицы физической величины и служит основой для измерений. Примеры мер: нормальный элемент – мера Э.Д.С. с номинальным напряжением 1 В; кварцевый резонатор – мера частоты электрических колебаний. Меры бывают однозначные и многозначные.
Однозначная мера воспроизводит одно значение физической величины, т. е. воспроизводит эту величину одного размера, например конденсатор постоянной емкости, нормальный элемент, измерительный резистор и др.
Многозначные меры воспроизводят (плавно или дискретно) ряд значений одной и той же физической величины (ряд ее размеров). Примерами многозначных мер могут быть: конденсатор переменной емкости, магазин сопротивлений, обеспечивающий ряд дискретных значений сопротивлений.
Измерительный преобразователь – средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному наблюдению человеком (оператором).
1. По характеру преобразования измерительные преобразователи различают:
аналоговый измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, преобразующий одну аналоговую величину (аналоговый измерительный сигнал) в другую аналоговую величину (измерительный сигнал);
аналого-цифровой измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровой код;
цифро-аналоговый измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования числового кода в аналоговую величину.
2. По месту в измерительной цепи измерительные преобразователи подразделяются на:
первичный измерительный преобразователь (ПИП) – измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина. ПИП является первым преобразователем в измерительной цепи измерительного прибора;
датчик – конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь;
детектор – датчик в области измерений ионизирующих излучений;
промежуточный (вторичный) измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, занимающий место в измерительной цепи после первичного преобразователя.
3. По принципу действия:
генераторные преобразователи (имеют выходной сигнал по току, напряжению или ЭДС);
параметрические преобразователи (имеют выходной сигнал по сопротивлению, емкости или индуктивности).
4. По другим признакам измерительные преобразователи подразделяются на:
передающий измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измерительной информации;
масштабный измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, предназначенный для изменения размера величины или измерительного сигнала в заданное число раз;
нормирующий преобразователь – измерительный преобразователь, осуществляющий преобразование естественного выходного сигнала в стандартный унифицированный сигнал тока, напряжения, частоты.
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия человеком (оператором).
1. По способу представления информации различают:
показывающий измерительный прибор – измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний значений измеряемой величины;
регистрирующий измерительный прибор – измерительный прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний. Регистрация значений может осуществляться в аналоговой или цифровой формах. Выделяют самопишущие и печатающие регистрирующие приборы.
2. По методу измерений:
измерительный прибор прямого действия – измерительный прибор, например, манометр, амперметр в котором осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины и значение её находится без сравнения с известной одноимённой величиной;
измерительный прибор сравнения – измерительный прибор, предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно.
3. По форме представления показаний:
аналоговый измерительный прибор – измерительный прибор, показания которого или выходной сигнал являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины;
цифровой измерительный прибор – измерительный прибор, показания которого представлены в цифровой форме.
4. По другим признакам:
суммирующий измерительный прибор – измерительный прибор, показания которого функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к нему по различным каналам;
интегрирующий измерительный прибор – измерительный прибор, в котором значение измеряемой величины определяются путём её интегрирования по другой величине.
5. По способу применения и конструктивному исполнению:
стационарные,
щитовые,
панельные,
переносные.
6. По принципу действия с учётом конструкции:
с подвижными частями,
без подвижных частей.
Для приборов с механической частью также по способу создания противодействующего момента:
с механическим противодействием,
с магнитным или на основе электромагнитных сил.
7. По характеру шкалы и положению на ней нулевой точки:
равномерная шкала,
неравномерная шкала,
с односторонней, двухсторонней (симметричной и несимметричной) шкалами,
с безнулевой шкалой.
8. По конструкции отсчётного устройства:
непосредственный отсчёт,
со световым указателем – световым зайчиком,
с пишущим устройством,
язычковые – вибрационные частотометры,
со шкалой на оптоэлектронном эффекте.
9. По точности измерений:
нормируемые,
ненормируемые – индикаторы или указатели.
10. По виду используемой энергии (физическому явлению):
электромеханические,
электротепловые,
электрокинетические,
электрохимические и т. д.
11. По роду измеряемой величины:
вольтметры,
амперметры,
веберметры,
частотометры,
ваттметры и т. д.
Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного наблюдения человеком и расположенная в одном месте. Измерительная установка может включать в себя меры, измерительные приборы и преобразователей, а также различные вспомогательные устройства.
Измерительная система (ИС) – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого пространства (среды, объекта, технологического процесса и т. п.) с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству (объекту, среде и т. п.). В зависимости от числа измерительных каналов в системе они подразделяются на одно-, двух-, трехканальные и т. д.
Измерительную систему, снабженную средствами автоматического получения и обработки измерительной информации, называют автоматической измерительной системой.
Измерительная система, которая перестраивается в зависимости от изменения измерительной задачи, называется гибкой измерительной системой.
Различают:
измерительная информационная система (ИИС) – измерительная система, предназначенная для целей представления измерительной информации в виде, необходимом потребителю;
измерительная контролирующая система (ИКС) – измерительная система, предназначенная для целей контроля параметров технологического процесса, явления, движущегося объекта и т. п.;
измерительная управляющая система (ИУС) – измерительная система предназначенная для целей автоматического управления технологическим процессом, движущимся объектом и т. п.;
измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) – функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе ИИС конкретной измерительной задачи.
Метрологические показатели средств измерений
При выборе средства измерения в зависимости от заданной точности необходимо учитывать их метрологические показатели. К ним относятся:
длина деления шкалы – это расстояние между серединами двух соседних отметок (штрихов, точек и т. д.) шкалы;
цена деления шкалы – это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы (у микрометра она равна 0,01 мм);
градуировочная характеристика – зависимость между значениями величин на выходе и входе средств измерений;
диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы, то есть наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины;
диапазон измерений – область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения;
чувствительность прибора – отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к изменению измеряемой величины (сигнала) на входе;
вариация показаний прибора – алгебраическая разность между наибольшим и наименьшим результатами измерений при многократном измерении одной и той же величины в неизменных условиях;
стабильность средства измерений – свойство, выражающее неизменность во времени его метрологических характеристик.
Метрологические характеристики средств измерений
Метрологические характеристики средств измерений – это характеристики свойств средств измерений, оказывающих влияние на результаты и погрешности измерений, предназначенные для оценки технического уровня и качества средства измерений, для определения результатов измерений и расчётной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.
В соответствии с ГОСТ 8.009-84 «Нормируемые характеристики средств измерений» нормируемые метрологические характеристики (МХ) должны:
давать исчерпывающую характеристику всех метрологических свойств средств измерений;
отражать определённые физические свойства средств измерений;
служить основой для расчёта некоторых производных характеристик, соответствующих различным критериям сравнения средств измерения между собой;
легко контролироваться.
Заметим, что метрологические характеристики (МХ), установленные вышеуказанным стандартом, являются составной частью исходной информации:
для определения результатов измерений;
определения расчётной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности, измерений;
расчёта МХ каналов измерительных систем, состоящих из средств измерений с нормированными МХ;
оптимального выбора средств измерений, а также для использования в качестве характеристик при контроле средств измерений на соответствие установленным нормам.
В соответствии с ГОСТ 8.009-84 выделяют следующие группы МХ:
Характеристики для определения результатов измерений:
функция преобразования измерительного преобразователя – f(х);
значение однозначной или значение многозначной меры – y;
цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;
вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода средств измерений для случая выдачи результатов в цифровой форме (в цифровом коде).
Характеристики погрешностей средств измерений:
систематическая составляющая погрешности:
значение систематической составляющей s;
математическое ожидание M [s];
среднее квадратическое отклонение [s] систематической составляющей погрешности измерений.
случайная составляющая погрешности:
среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности измерений;
нормализованная автокорреляционная функция
rΔ(τ)
или функция спектральной плотности S
(ω) случайной составляющей погрешности.
3. Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам. К ним относят:
функцию влияния ();
изменение значений метрологических характеристик () средств измерений, вызванных изменениями влияющих величин в установленных пределах. Здесь () – коэффициент влияния.
4. Динамические характеристики средств измерений:
переходные характеристики средств измерений – h(t);
импульсные переходные – g(t);
амплитудно-фазовые – G(j);
амплитудно-частотные – ();
совокупность амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик;
передаточные функции средств измерений – W(P).
Перечисленные выше динамические характеристики называют полными. Кроме них, выделяют еще частные характеристики. К частным динамическим характеристикам относят любые параметры полных динамических характеристик:
время реакции tr;
коэффициент демпфирования dam;
постоянная времени Т;
значение амплитудно-частотной характеристики резонансной частоте (0);
значение резонансной круговой частоты, 0 .
Частные динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых измерительных приборов (ЦИП), время реакции которых не превышает интервала времени между двумя измерениями, соответствующими максимальной частоте (скорости) измерений:
время реакции tr;
погрешность датирования отсчета td;
максимальная частота (скорость) измерений fmax.
Для цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) частными характеристиками принято считать:
время реакции преобразователя tr;
переходную характеристику преобразователя h(t).
5. Характеристики средств измерений, отражающие их способность влиять на инструментальную составляющую погрешности средств измерений вследствие взаимодействия с любым из подключенных к их входу или выходу компонентов (таких, как объект измерений, средство измерений и т. п.).
6. Неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений – это параметры выходного сигнала, не используемые для передачи или индикации значения информативного параметра входного сигнала измерительного преобразователя или не являющиеся выходной величиной меры.
Метрологические характеристики являются показателями качества и технического уровня всех без исключения средств измерения. Для определения MX у конкретных средств измерений они должны пройти метрологическую аттестацию.
Метрологической аттестацией называется всестороннее исследование средств измерений, выполняемое метрологической службой для определения метрологических свойств этого средства измерений, и выдача документа с указанием полученных данных.
Процедура эта длительная, дорогая, целесообразность которой в каждом конкретном случае должна быть обоснована. Обычно пользуются сведениями о MX, содержащихся в нормативно-технической документации на средства измерений.
В этих документах приводятся нормы, которым должны удовлетворять метрологические характеристики всех серийно выпускаемых средств измерений данного типа. Соответствие этим требованиям (нормам) MX каждого отдельного экземпляра средств измерений должно проверяться.
По результатам метрологической аттестации средству измерений приписываются определенные метрологические характеристики, определяется возможность применения его в качестве образцового или рабочего средств измерений.
Нестандартизованные средства измерений (НСИ). Установлен порядок метрологического обеспечения эксплуатации НСИ, который распространяется также на:
ввозимые из-за границы единичные экземпляры;
единичные экземпляры серийных средств измерений, отличающиеся от условий, для которых нормированы их метрологические характеристики;
серийно выпускаемые образцы, в схему и конструкцию которых внесены изменения, влияющие на их метрологические характеристики.
Нестандартизованными могут быть как рабочие, так и образцовые средства измерений.
Задачами метрологического обеспечения НСИ является:
исследование метрологических характеристик и установление соответствия НСИ требованиям технических заданий, либо паспорту завода изготовителя;
установление рациональной номенклатуры НСИ;
обеспечение НСИ средствами аттестации, поверки при их разработке, изготовлении и эксплуатации;
обеспечение постоянной пригодности НСИ к применению по назначению с нормированной для них точностью;
сокращение сроков и снижение затрат на разработку, изготовление и эксплуатацию.
Научно-методическое руководство деятельностью предприятий по метрологическому обеспечению НСИ осуществляют головные и базовые организации метрологической службы министерств (ведомств), метрологические институты, центры стандартизации и метрологии Госстандарта России.
Вновь разработанные или закупленные по импорту НСИ допускаются к применению только после их метрологической аттестации. Если существует договор о взаимном признании результатов аттестации средств измерений со страной, из которой импортируется НСИ, то аттестация в России может не проводиться.
За разработкой, изготовлением и эксплуатацией НСИ ведется авторский и государственный надзор, а также ведомственный контроль.
Авторский контроль осуществляется разработчиком НСИ совместно с метрологической службой разработчика. Он предусматривает участие в подготовке и проведении метрологической аттестации НСИ, оказание помощи при разработке нормативно-технической документации и организации поверки НСИ.
Ведомственный метрологический контроль за разработкой, изготовлением, аттестацией и поверкой НСИ проводится метрологическими службами министерства (ведомства).