- •1 Физические величины, методы и средства их измерений
- •1.1 Физические величины и шкалы измерений
- •1.2 Международная система единиц si
- •1.3 Виды уравнений измерений
- •1.3.1 Методы измерений
- •1.4 Общие сведения о средствах измерений
- •2 Погрешности измерений, обработка результатов, выбор средств измерений
- •2.5 Погрешности измерений, их классификация
- •2.5.1 Классы точности средств измерений
- •2.6 Обработка результатов однократных измерений
- •2.7 Обработка результатов многократных прямых измерений
- •2.7.1. Косвенные измерения и их погрешности
- •2.8 Выбор средств измерений по точности
- •3. Основы обеспечения единства измерений (оеи)
- •3.9 Организационные основы оеи
- •3.9.1. Метрологические службы и организации рф
- •3.9.2. Международные метрологические организации.
- •3.10 Научно-методические и правовые основы оеи
- •3.11 Технические основы оеи
- •3.12 Государственный метрологический контроль и надзор
- •3.12.1. Понятие о контроле и надзоре.
- •3.12.2. Государственные испытания средств измерений.
- •3.12.3. Поверка средств измерений
- •3.12.4. Калибровка средств измерений.
- •3.12.5. Метрологическая аттестация средств измерений.
- •3.12.6 Метрологическая экспертиза
- •3.12.7 Методика выполнения измерений.
- •3.12.8 Анализ состояния измерений
- •4. Стандартизация
- •4.13 Стандартизация в Российской Федерации
- •4.13.1 Цели и задачи стандартизации
- •4.13.2 Органы и службы стандартизации
- •4.13.3 Категории и виды стандартов
- •4.13.4 Формы стандартизации
- •4.14 Основные принципы и теоретическая база стандартизации
- •4.15 Методы стандартизации
- •4.16 Международная и межгосударственная стандартизация
- •4.16.1 Национальные организации по стандартизации зарубежных стран
- •5. Сертификация
- •5.17 Правовые основы сертификации
- •5.18 Системы и схемы сертификации
- •5.19 Этапы сертификации
- •5.20 Органы по сертификации и их аккредитация
1.3.1 Методы измерений
Числовое значение измеряемой величины получается путем ее сравнения с известной величиной, воспроизводимой определенным видом средств измерений — мерой. Выделяют метод непосредственной оценки и методы сравнения с мерой.
При методе непосредственной оценки значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого преобразования, шкала которого заранее была проградуирована с помощью многозначной меры (более точного прибора), воспроизводящей известные значения измеряемой величины (линейка).
Группа методов сравнения с мерой включает в себя следующие методы: нулевой, дифференциальный, замещения и совпадения.
При нулевом методе разность измеряемой и известной величины или разность эффектов, производимых измеряемой и известными величинами, сводится в процесс измерения к нулю, что фиксируется высокочувствительным прибором — нуль индикатором. Примером может служить измерение сопротивления с помощью моста постоянного тока, или измерение массы на равноплечих весах, когда масса mх полностью уравновешивается известной массой m0.
При дифференциальном методе полное уравновешивание не производится, разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой (гири в магазинных весах) отсчитываются по шкале прибора mх =m0. +Δm.
Метод замещения — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину заменяют известной величиной воспроизводимой мерой. Пример — пружинные весы.
В методе совпадений разность между измеряемой величиной и воспроизводимой мерой измеряют, используя совпадение отметок шкал периодических сигналов. При стробоскопическом методе измерения частоты вращения вала с частотой мигания стробоскопа метка кажется неподвижной.
1.4 Общие сведения о средствах измерений
Средствами измерения (СИ) называются технические устройства для измерения, имеющие метрологические характеристики, которые влияют на результат измерения и его погрешность. Все СИ в основном реализуют одну из двух функций:
1) воспроизводят величину заданного (известного) размера (гиря, магазин сопротивлений, эдс нормального элемента и др.;
2) вырабатывают сигнал (показание), несущий информацию о значении измеряемой величины. Показания СИ либо непосредственно воспринимаются наблюдателем (электроизмерительной прибор), либо недоступны для восприятия и используется для преобразования другими техническими средствами.
По конструктивному исполнению, форме предоставления измерительной информации, функциональному назначению все СИ подразделяют на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы.
Мера — средство измерения для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с заданной точностью. Различают однозначные и многозначные меры:
- однозначная мера — мера, воспроизводящая физическую величину одного размера (гиря в 1 кг).
- многозначная мера — мера воспроизводящая физическую величину разных размеров (штриховая линейка). К многозначным мерам длины также относятся штангель-циркуль, микрометр, имеющие различную погрешность измерения (предел допустимой основной погрешности).
Измерительный преобразователь — такое СИ, которое предназначено для передачи, обработки, хранения измерительной информации, не воспринимаемой человеком. Если входная и выходная величины являются однородными (одинаковыми по своей природе), то такой преобразователь называется масштабным преобразователем данной физической величины (потенциометры, трансформаторы тока и напряжения). Преобразователи делятся на первичные (датчики) и вторичные, как правило, представляющие собой электрическую схему, на выходной сигнал которой влияет датчик, характеристики которого в свою очередь зависят от измеряемой величины. Датчики бывают параметрического и генераторного типов. К датчикам параметрического типа относятся тензодатчики, нелинейные сопротивления, параметрические емкости и индуктивности. К генераторным датчикам, преобразующим внешнее воздействие в электрический сигнал, относятся например пьезодатчик, термопара, фотоэлемент и др. К измерительным преобразователям относятся также аналого цифровые преобразователи (АЦП).
Измерительный прибор это СИ, предназначенное для получения значения измеряемой величины в принятых для нее единицах измерения. По форме преобразования измерительной информации различают аналоговые приборы, или измерительные электромеханические преобразователи непрерывного действия (стрелочные электроизмерительные приборы) и цифровые, принцип действия которых основан на квантовании (дискретизации) измеряемой величины. Для цифровых измерительных приборов употребительно также название электронных приборов с цифровым табло.
Измерительная установка — совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для измерения одной или нескольких физических величин.
Измерительная информационная система (ИИС) — совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и вспомогательных технических средств для автоматического получения измерительной информации, ее преобразования, передачи на расстояние по каналам связи и обработки с целью представления в требуемом виде.
По функциональному назначению ИИС можно разделить на 4 типа:
- измерительные системы (ИС), в которых преобладают функции измерения. ИС делятся на системы ближнего и дальнего действия (телеизмерительные системы);
- ИИС распознавания образов (служат для получения достоверной измерительной информации об объекте и для определения принадлежности объекта к одной из известных групп объектов);
- ИИС автоматического контроля технологических процессов;
- ИИС технической диагностики, которые не только выдают информацию об исправности или неисправности объекта, но и указывает место неисправности. Как правило, системы технической диагностики (САК) имеют в своем составе устройства для воздействия на объект в виде генераторов стимулирующих воздействий.
К измерительным системам относятся также измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) — функционально объединенные в совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств для выполнения конкретной измерительной задачи.
В метрологическом отношении средства измерения подразделяются на эталоны и рабочие СИ.
Эталоны – уникальные средства измерения максимально высокой точности, которые подразделяются на первичные, вторичные и рабочие. Рабочие эталоны подразделяются на четыре разряда от нулевого (высший разряд) до третьего. Рабочие эталоны передают размер единицы физической величины рабочим средствам измерений высшей, высокой, средней и низкой точности.