Литература:

• Сергеев А. Г. Метрология. Москва 2000

• Автор тот же. Метрология, стандартизация, сертификация. Москва любой год.

• Крылова Г. Д. Основы стандартизация, сертификации, метрологии. Москва 2006 или 98

• Горбоконенко, Шикина. Метрология в вопросах и ответах.

• Сертификация в вопросах и ответах 2006

Лекция№1

Метрология – наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Разделы:

1. Теоретическая метрология

2. Прикладная метрология

3. Законодательная метрология

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

Теоретическая метрология состоит из четырёх разделов:

1. Основные представления метрологии.

1. Основные понятия и термины

2. Постулаты метрологии

3. Учение о физических величинах

4. Методология измерений

1. Теория единства измерений

1. Теория единиц физических величин

2. Теория исходных средств измерений (эталонов)

3. Теория передачи размеров физических величин

1. Теория построения средств измерений

1. Средства измерений

2. Методы измерений

1. Теория точности измерения

1. Теория погрешностей измерения

2. Теория точности средств измерения

1. Теория погрешностей средств измерения

2. Принципы и методы нормирования и определение метрологических характеристик средств измерений

3. Теория метрологической надёжности средств измерения

3. Теория измерительных процедур

1. Теория методов измерений

2. Методы обработки измерительной информации

3. Теория планирования измерений

4. Анализ предельных возможностей измерений

Величины

Величина – свойство чего-либо, что может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе количественно.

Величины:

• Идеальные

  • Математические

• Реальные

  • Нефизические

  • Физические

• Измеряемые

• Оцениваемые

Физическая величина – характеристика одного из свойств физического объекта общая в качественном отношении для многих физических объектов, в количественном отношении индивидуальна для каждого.

Значения физической величины – выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для неё единиц.

Единица физической величина – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.

(СГС – сантиметр, грамм, секунда; МГС – метр, килограмм, секунда; МТС – метр, тонна, секунда)

Лекция№2

Измерение.

Измерение - нахождение значений физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.

Операции процесса измерения:

1. Измерительное преобразование измеряемой физической величины в другую физическую величину однородную или неоднородную с ней.

2. Воспроизведение физической величины заданного размера однородной с преобразованной величиной.

3. Сравнение однородных физических величин преобразованной и воспроизводимой мерой.

Элементы процесса измерения:

1. Объект

2. Субъект

3. Математическая модель объекта

4. Измеряемая величина

5. Априорная информация об объекте

6. Метод измерения – приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой величины с её единицей.

7. Средства измерения

8. Метрологические характеристики средств измерения – характеристики свойств средства измерения, которые оказывают влияние на результат измерения и его погрешности и предназначены для оценки технического уровня и качества средства измерения.

9. Условия измерения:

1. нормальные (температура окружающей среды +20 ⁰С, давление 760 мм рт. ст., влажность 60%, отсутствия ветра и сквозняков, отсутствие вибрации, ускорения, ударов, горизонтальное положение прибора, напряжение 220 В, частота 50 Гц)

2. рабочие

3. предельные

10. Результат измерения

11. Точность – характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю погрешности его результата

12. Достоверность – вероятность того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных пределах.

13. Правильность – характеристика измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей результатов измерений.

14. Сходимость – близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполняемых повторно одними и теми же методами и средствами измерений в одних и тех же условиях

15. Воспроизводимость – близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах разными методами и средствами измерений, разными операторами, но приведённых к одним и тем же условиям

16. Погрешность – в общем случае это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Виды измерений:

1. Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины получают непосредственно с прибора

2. Косвенное измерение – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

3. Совокупное измерение – производимые одновременно измерение нескольких одноимённых величин, при которых искомые значения величин определяют путём решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях

4. Совместное измерение – производимые одновременно измерение двух или нескольких неодноимённых величин для определения зависимости между ними.

Классификация методов измерений:

1. По физическому принципу, положенному в основу измерений.

2. Режим взаимодействия средства и объекта измерения

1. Статические

2. Динамические

3. По виду измерительных сигналов, применяемых в средстве измерения

1. Аналоговые

2. Цифровые

1. По совокупности приёмов использования принципов и средств измерения

1. Метод непосредственной оценки

2. Методы сравнения:

1. Дифференциальный. Сущность метода непосредственной оценки в том, что о значении измеряемой величины судят по показанию одного или нескольких средств измерений, которые заранее проградуированы в единицах измеряемой величины или единицах других величин, от которых она зависит.

2. Метод замещения. Сущность метода в том, что измеряемая величина замещается в измерительной установке некоторой известной величиной, воспроизводимой мерой. Замещение может быть полным или неполным, в зависимости от чего говорят о методе полного или неполного замещения. При полном замещении показания не изменяются и результат измерения принимается равным значению меры. При неполном замещении для получения значения измеряемой величины к значению меры следует прибавить величину, на которую изменилось показание прибора.

3. Метод совпадения. При проведении измерений методом совпадений разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Дифференциальный метод. Измеряемая величина Х сравнивается непосредственно или косвенно с величиной Хm воспроизводимой меры. О значении величины Х судят по измеряемой прибором разности ∆Х=Х-Хm и по известной величине Хm.

Нулевой метод отличается от дифференциального тем, что результирующий эффект сравнения двух величин доводится до нуля.

Погрешности

Истинное значение физической величины – значение, идеальным образом отражающее свойства данного объекта, как в количественном, так и в качественном отношении.

Действительное значение физической величины – значение, найденное экспериментально и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели оно может быть использовано вместо него.

Результат измерений – приближённая оценка истинного значения величины, найденная путём измерения.

Погрешность результата измерения – разница между результатом и действительным значением измеряемой величины. Это границы неопределённости значения измеряемой величины.

Погрешность средства измерения – разность между показанием средства измерения и действительным значением измеряемой величины. Эту погрешность характеризует точность результатов измерений, проводимых данным средством.

Классификация погрешностей:

1. По способу выражения:

1. Абсолютная ∆=Хизм-Хдейст

2. Относительная δ=± ∆/Хд или ± (∆/Хизм) *100%

3. Приведённая γ=± ∆/Xn*100%

Xn – диапазон измерения или верхний предел.

1. По месту возникновения.

1. Инструментальная погрешность (средство измерения)

2. Методическая погрешность (формулы)

3. Субъективная погрешность – погрешность оператора.

3. По зависимости абсолютной погрешности от значения измеряемой величины.

Аддитивная (не зависит от измеряемой величины), ∆а=const.

Мультипликативная – погрешность, которая линейно зависит от измеряемой величины.

∆m=К*Хизм=tgα

Нелинейная