Тема 1.4. Погрешность средств измерений. Выбор средств измерений. Законодательная метрология

Систематическая, случайная, грубая погрешность.

Выбор СИ по метрологическим характеристикам.

Государственный метрологический контроль, правовая основа метрологии.­

Практические занятия №2

Литература:

Методические указания

Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с пра­вилами, требованиями и нормами, установленными го­сударственными стандартами и другими нормативно-техническими документами в области метрологии.

На государственном уровне деятельность по обеспечению единства измерений регламентируется го­сударственными стандартами ГСИ (Государственная система обеспечения единства измерений) или методиче­скими указаниями метрологических институтов и дру­гих органов государственной метрологической службы.

На уровне предприятия эта деятельность регла­ментируется как нормативными документами ГСИ, так и ведомственными НТД.

Погрешности измерений в отношении характера и причин их появления делят на систематические и слу­чайные. Кроме этого, в процессе измерения могут поя­виться очень большие (грубые) погрешности и могут быть допущены промахи.

Систематическая погрешность - составляющая погрешности измерений, остающаяся постоянной или закономерно изменяющейся при повторных измерениях одной и той же величины. Систематические погрешности могут быть в большинстве случаев изучены до начала измерений, и результат измерения может быть уточнен внесением поправок, если числовые значения этих по­грешностей определены, или использованием таких спо­собов измерений, которые дают возможность исклю­чить влияние систематических погрешностей без их оп­ределения.

Случайная погрешность измерения - составляющая погрешности измерений, изменяющаяся случайным об­разом при повторных измерениях одной и той же вели­чины.

Случайные погрешности не поддаются исключе­нию из результатов измерений, как систематические по­грешности. Однако проведение повторных измерений дает возможность, используя методы теории вероятно­стей и математической статистики, уточнить результат, т.е. найти значение измеряемой величины, более близкое к истинному, чем результат одного измерения.

Метод измерений - прием или совокупность прие­мов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Здесь под принципом измерений понимается фи­зическое явление или эффект, положенные в основу из­мерения тем или иным типом средств измерений. Напри­мер, применение эффекта Доплера для измерения скоро­сти.

Метод измерений обычно обусловлен устройст­вом средств измерений.

Различают следующие основные методы измере­ний:

непосредственный метод - метод измерений, в ко­тором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора. На­пример, измерение размера с помощью штангенциркуля или микрометра, силы электрического тока ампермет­ром и т.п.

метод сравнения с мерой - метод измерений, в ко­тором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями (мерами) с известными значениями;

нулевой метод измерений - метод сравнения с ме­рой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры доводят до нуля. Напри­мер, измерение сопротивления с помощью моста сопро­тивлений;

метод измерения замещением - метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают из­вестной величиной, воспроизводимой мерой. Напри­мер, на чашку весов, предназначенную для взвешивания массы, устанавливают полный комплект гирь и уравно­вешивают весы произвольным грузом. Затем на чашку с гирями помещают взвешиваемую массу и снимают часть гирь для восстановления равновесия. Суммарное значе­ние массы снятых гирь соответствует значению взвеши­ваемой массы (способ Д.И. Менделеева);

метод измерений дополнением - метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины допол­няется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор воздействовала сумма, равная заранее задан­ному значению;

дифференциальный метод измерений - метод изме­рений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от измеряемой величины, при котором измеряется разность между этими двумя значениями;

контактный метод измерений - метод, основан­ный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения. Например, контроль температуры термометром;

бесконтактный метод измерения - метод, осно­ванный на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерения. Например, измерение температуры пирометром.

Выбор того или иного метода измерений опреде­ляется назначением их результатов, требованиями к точ­ности и быстроте.

Вопросы для самопроверки

1. Что понимают под «систематической» и «случайной» погрешностями

2. Понятие «метода измерений», «принципа измерений»

3. Какие методы измерений вы знаете

4. В чем заключается непосредственный метод

5. В чем заключается метод сравнения с мерой

6. В чем заключается нулевой метод

7. В чем заключается метод измерения замещением

8. В чем заключается метод измерения дополнением

9. В чем заключается дифференциальный метод

10. В чем заключается контактный и бесконтактный методы измерения