47

Лекции доц. каф. АБТС Семиной Н.А.

2. Измерения и измерительные устройства

2.1. Основные понятия об измерениях и измерительных устройствах

Важнейшая задача метрологии – обеспечение единства измерений. Данная задача решается при соблюдении двух условий: выражение результатов измерений в узаконенных единицах и установлении допускаемых погрешностей результатов измерений и границ, за которые они не должны выходить при заданной вероятности. Основная задача метрологического обеспечения производства – обеспечить достоверность получаемой измерительной информации о ходе протекания технологических операций и параметрах качества продукции.

2.1.1.Физические величины, единицы измерения физических величин и международная система единиц

Физическая величина – свойство физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Единица измерения физической величины – это физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1 и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин. Физическая величина характеризуется индивидуальным значением, которое находят умножением числового значения величины на ее единицу. Например, тело массой 20 кг= 20 (числовое значение) Х 1 кг (единица массы).

Совокупность физических величин, связанных между собой определенными зависимостями, основанными на законах физики, называется системой физических величин. Система физических величин состоит из основных, производных и дополнительных величин.

Международная система физических единиц (СИ), принятая в 1960 г. На Генеральной международной конференции по мерам и весам взамен действовавших одновременно нескольких систем единиц физических величин и большого количества внесистемных единиц, устранила неудобство, связанная с необходимостью перерасчетов. В системе СИ семь основных величин: единица длины –метр (м), единица массы – килограмм (кг), единица времени – секунда (с), единица силы электрического тока – ампер (А), единица термодинамической температуры – кельвин (К) /допускается измерение температуры в градусах Цельсия (°С) Т(К)= t (°С) + 273,16/, ….. кандела и моль; две дополнительные (угловые) – радиан и стерадиан и ряд производных. Производные единицы СИ образуются из основных единиц с использованием установленных связей между физическими величинами. Например, единица плотности кг/м³ равна массе вещества в 1 кг, равномерно распределенного в объеме 1 м³ . Единицы, не входящие ни в одну из систем единиц, называются внесистемными, например, единицы давления миллиметр ртутного столба (1 мм. рт.ст. = 133,3 Па), бар (1 бар = 10⁵ Па). К внесистемным относятся также кратные и дольные единицы, например, единица длины 1 см.сновные единицы СИ выбраны таким образом, чтобы на их основе были охвачены все области науки и техники и создана база образования производных единиц, которые уже получили распространение. Основные единицы СИ воспроизводятся с помощью эталонов.

Единство измерений достигается путем точного хранения и воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров к применяемым средствам измерений. Размеры единиц физических величин воспроизводятся, хранятся и передаются с помощью эталонов и образцовых средств измерений.

Первичный эталон обеспечивает воспроизведение в стране единицы физической величины с наивысшей точностью. Вторичные эталоны подразделяются на эталоны-копии, эталоны-сравнения, эталоны-свидетели и рабочие эталоны. Рабочие эталоны подразделяются на разряды.

Поверка средств измерений состоит в установлении органом государственной метрологической службы пригодности средства измерений к применению на основе экспериментально определенных метрологических характеристик и подтверждении их соответствия установленным обязательным требованиям. Поверка представляет собой регламентированную техническую процедуру определения значений фактических погрешностей средств измерения и установления пригодности средств измерений к использованию. Поверке подвергаются средства измерений, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору (используемые в сфере обращения). Поверки средств измерений бывают: первичными – при выпуске средств измерений или после ремонта; периодическими – межповерочные интервалы устанавливаются нормативными документами по поверке; внеочередные – например, для средств измерений, полученных со склада.

Калибровка средств измерений – это совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона, с целью выяснения действительных метрологических характеристик этого средства измерений. Калибровке подвергаются средства измерений, не подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору (например, средства измерений параметров технологического процесса).

Поверочная схема для средств измерений представляет собой нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим средствам измерений (с указанием методов и погрешностей при передаче). Государственные поверочные схемы служат основанием для составления локальных поверочных схем (например, действующих в отрасли, на отдельном предприятии).