Раздел 1 основные сведения о метрологии.

Тема 1.1 Основы теории и практики измерений

План:

1 Общие сведения.

2 Основные понятия, термины, определения.

3 Классификация измерительных приборов и их шкал.

1 Общие сведения.

Электротехнические измерения представляют собой совокупность электрических и электронных измерений, кото­рые можно рассматривать как один из разделов метрологии. Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Порядок разработки и испытаний средств измерения, термины, определения, единицы физических величин и правила их применения узаконены стандартами Государствен­ной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) и другими обя­зательными к применению нормативными документами.

Результат измерения состоит из двух частей: числа, опреде­ляющего соотношение между измеряемой величиной и единицей из­мерения, и наименованием единицы измерения.

Запись любого результата измерения должна содержать пробел в один символ между частями, в противном случае может появиться неоднозначность ее прочтения: запись 100 Ом может быть понята как 1000 м и т.д.

Диапазон изменения измеряемых величии очень широк: по мощ­ности — от долей микроватт (10^-6) до десятков и сотен мегаватт (10⁶); но напряжению — от долей микровольт (10^-6) до десятков киловольт (10³); по времени — от нескольких пикосекунд (10^-12). до нескольких секунд. Такие широкие диапазоны не могут быть перекрыты приборами одного типа, одной конструкции или одно­го принципа действия.

Основным объектом исследования в электронике является элект­рический сигнал, в связи с чем возникает необходимость наблюдения формы и спектра электрических колебаний, а также гене­рирования их копий. В практике электронных измерений нашли широкое применение приборы, позволяющие наблюдать и реги­стрировать такие колебания: осциллографы, анализаторы спектра, характериографы; а в качестве источников электрических сигна­лов применяются измерительные генераторы.

2 Основные понятия, термины, определения.

Измерение — это процесс нахождения значения физической вели­чины опытным путем с помощью специальных средств. В зависимости от способа получения результата измерения делятся на прямые и кос­венные.

При прямых измерениях искомая физическая величина определя­ется непосредственно по индикатору прибора: напряжение — вольтме­тра, частота — частотомера, сила тока — амперметра.

При косвенных измерениях интересующая нас величина находится расчетным путем по результатам измерений других величин, связан­ных с искомой величиной определенной функциональной зависимо­стью. Например, измерив силу тока и напряжение, на основании из­вестной формулы можно определить мощность:

P_X=UI.

Мера (прибор) — это средство измерения, предназначенное для вос­произведения физической величины заданного размера.

Физическая величина — это свойство, общее в качественном от­ношении для множества объектов, физических систем, их состояний и происходящих в них процессов, но индивидуальное в количествен­ном отношении для каждого из них. Физические величины делятся на элек­трические, магнитные, пространственно-временные, тепловые и пр.

Значение физической величины — это оценка физической величи­ны в принятых единицах измерения (например, 5 мА — значение силы тока, причем 5 — это числовое значение). Не следует говорить и писать «величина силы тока», «величина напряжения», поскольку сила тока и напряжение сами яв­ляются величинами. Следует использовать термины «значение силы тока», «значение напряжения».

Единица физической величины - это физическая величина, кото­рой по определению присвоено стандартное числовое значение, равное единице.

Истинное (действительное) значение физической величины — это значение, свободное от погрешности. Нахождение истинного зна­чения является главной проблемой метрологии, так как погрешности при измерении неизбежны. В связи с этим на практике за истинное значение принимают показание образцовой меры (прибора), погреш­ность которой пренебрежимо мала по сравнению с погрешностью при­меняемых рабочих мер (приборов).

Измеренное значение физической величины — это значение вели­чины, отсчитанное по рабочей мере (прибору).

Измерительный прибор — это средство измерения, в результате применения которого измеряемая физическая величина становится показанием.