1 вопрос. Основные задачи метрологии.

Метрология — наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность.

Метрология состоит из 3 разделов:

1.Теоретическая (Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений, физических величин, их единиц, методов измерений)).

2.Прикладная (Изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения).

3.Законодательная (Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений).

Цели и задачи метрологии.

1.Создание общей теории измерений;

2.образование единиц физических величин и систем единиц;

3.разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (так называемая «законодательная метрология»);

4.создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант.

Также метрология изучает развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспективе.

2 вопрос. Физическая величина как объект измерений.

Физическая величина – это одно из св-в физического объекта (физ. Системы, явления или процесса) общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в качественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

3 отношения физической величины:

1. отношение эквивалентности

2. отношение порядка

3. отношение аддютивности

По принадлежности к различным группам физических процессов ФВ делятся на пространственно-временные, механические, электрические и магнитные, тепловые, акустические, световые, физико-химические, ионизирующих излучений, атомной и ядерной физики.

По степени условной независимости от других величин данной группы все ФВ делятся на основные (условно независимые), производные (условно зависимые) и дополнительные. В настоящее время в системе СИ используются семь физических величин, выбранных в качестве основных: длина, время, масса, температура, сила электрического тока, сила света и количество вещества. К дополнительным ФВ относятся плоский и телесный углы. По наличию размерности ФВ делятся на размерные, т.е. имеющие размерность, и безразмерные.

Размер физической величины - количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.

Размер физических величин - “Истинное значение” физических величин.

В настоящее время в метрологии используются следующие понятия для характеристики размера (количественной характеристики) физической величины:

1.истинное значение;

2.действительное значение;

3.измеренное значение.

Например, автомобиль может быть охарактеризован с помощью такой физической величины, как масса. При этом, значением этой физической величины будет, например, 1 тонна, а размером - число 1, или же значением будет 1000 килограмм, а размером - число 1000. Этот же автомобиль может быть охарактеризован с помощью другой физической величины - скорости. При этом, значением этой физической величины будет, например, вектор определённого направления 100 км/ч, а размером - число 100.

3 вопрос. Единицы физических величин и их развитие.

Единицы физических величин — конкретные физические величины, условно принятые за единицы физических величин. Под физической величиной понимают характеристику физического объекта, общую для множества объектов в качественном отношении (например, длина, масса, мощность) и индивидуальную для каждого объекта в количественном отношении (например, длина нервного волокна, масса тела человека, мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения). Между физическими величинами, характеризующими какой-либо объект, существует закономерная связь.

История развития метрологии свидетельствует о том, что большинство старых единиц длины, площади, объема, массы, времени и других величин выбиралось произвольно, без учета какой бы то ни было внутренней связи между ними. Это привело к появлению в разных странах мира множества различных единиц для измерения одних и тех же физических величин.

Единицы физических величин прошли 3 этапа развития:

1. применение природных мер

2. второй этап развития единиц при введении метрологической системы мер, характеризуется применением вещественных мер, эталонов.

3. основное отличие размера единиц третьего этапа заключен в том, что эти размеры оторваны от мер.

4 вопрос. Принципы образования системы единиц физических величин.

Необходимо соблюдать следующие условия:

Величины единиц которые выбраны основными, должны выражать наиболее общие формы существования материи (например: массу, пространство, время)

Единицы должны обеспечивать воспроизведение с наивысшей для современной науки точностью, одинаковой для любого места и времени.

Метод воспроизведения основных единиц должен быть принят в международной практике.

Размер основных и производственных единиц должен быть удобен для практического исследования.

Система единиц должна быть когерентной т.е. уравнения определяющие производственные единицы не должны содержать числовые коэффициенты отличающиеся от единицы.

5 билет. Основные и дополнительные единицы СИ.

СИ (Система Интернациональная) — международная система единиц, современный вариант метрической системы. Она определяет семь базовых единиц измерения, являющихся основой для остальных единиц СИ.

Основные единицы СИ.

Название	Символ	Measure	Определение
Метр	М	Длина	«Метр, это длина пути света в вакууме за интервал времени равный 1/299 792 458 секунды.» 17я Конференция по мерам и весам (1983г, Резолюция 1)
Килограмм	Кг	Масса	«Килограмм является единицей измерения масса; он равен международному прототипу килограмма» 3я Конференция по мерам и весам (1901г)
Секунда	С	Время	«Секунда это — интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного (квантового) состояния атома цезия-133» 13я Конференция по мерам и весам (1967/68г, Резолюция 1) «В покое при 0 К при отсутствии возмущения внешними полями.» (Добавлено в 1997году)
Ампер	А	Сила тока	«Ампером это сила постоянного тока, текущего в каждом из двух параллельных бесконечно длинных бесконечно малого кругового сечения проводников в вакууме на расстоянии 1 метр, и создающая силу взаимодействия между ними 2×10−7 ньютонов на каждый метр длины проводника.» 9я Конференция по мерам и весам(1948г)
Кельвин	К	Термодинамическая Температура	«Один кельвин равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды.» 13th Конференция по мерам и весам (1967/68г, Резолюция 4) "В обязательном Техническом приложении к тексту МТШ-90 Консультативный комитет по термометрии в 2005 г. установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды.
Моль	Моль	Количество вещества	«количеству вещества, в котором содержится NA частиц (молекул, атомов, ионов, электронов или любых других тождественных структурных частиц).[3] NA это постоянная Авогадро, равная количеству атомов в 12 граммах нуклида углерода 12C. Таким образом количество частиц в одном моле любого вещества постоянно и равно числу Авогадро NA. NA = 6,02214179(30)×1023 моль−1.» 14я Конференция по мерам и весам (1971г, Резолюция 3)
Кандела	Кд	Сила света	«равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540×1012 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.» 16я Конференция по мерам и весам (1979, Резолюция 3)

Дополнительные единицы си.

Международная система единиц включает в себя две дополнительные единицы - для измерения плоского и телесного углов.

Единица плоского угла - радиан (рад) - угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу. В градусном исчислении радиан равен 57°17'48".

Стерадиан (ср), принимаемый за единицу телесного угла, - телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную площа-ди квадрата со стороной, по длине равной радиусу сферы.

6 билет. Единицы механических производных величин.

Величина	Единица и её обозначение
Плотность (средняя плотность, насыпная плотность)	килограмм на кубический метр, кг/м³
Линейная плотность	килограмм на метр, кг/м
Поверхностная плотность	килограмм на квадратный метр, м²
Удельный объём	кубический метр на килограмм, м³/кг
Динамический момент инерции (момент инерции), маховой момент	килограмм-метр в квадрате, кг·м²
Момент инерции (второй момент) площади плоской фигуры (осевой, полярный, центробежный)	метр в четвёртой степени, м4
Момент сопротивления плоской фигуры	метр в третьей степени, м³
Количество движения (импульс)	килограмм-метр в секунду, кг·м/с
Момент количества движения (момент импульса)	килограмм-метр в квадрате в секунду, кг·м²/с
Сила, в том числе сила тяжести, грузоподъёмная или подъёмная сила; вес	ньютон, Н = кг·м/с²
Удельный вес, удельная сила тяжести	ньютон на кубический метр, Н/м³
Момент силы, вращающий (крутящий) момент, момент пары сил	ньютон-метр, Н·м
Изгибающий момент	ньютон-метр, Н·м
Давление	паскаль, Па = Н/м² = кг/(с²·м)
Нормальное напряжение, касательное напряжение, модуль продольной упругости, модуль Юнга, модуль сдвига (модуль жёсткости, модуль твёрдости), модуль объёмного сжатия	паскаль, Па = Н/м² = кг/(с²·м)
Градиент давления, градиент напряжения	паскаль на метр, Па/м
Энергия (потенциальная, кинетическая, внутренняя), работа	джоуль, Дж = Н·м = кг·м²/с²
Удельная энергия, удельная работа, удельная жёсткость, удельная прочность	джоуль на килограмм, Дж/кг
Мощность	ватт, Вт = Дж/с = кг·м²/с³
Поверхностное натяжение	ньютон на метр, Н/м
Динамическая вязкость (сокращённо - вязкость)	паскаль-секунда, Па·с
Кинематическая вязкость	квадратный метр на секунду, м²/с
Ударная вязкость	джоуль на квадратный метр, Дж/м²
Проницаемость пористых сред (горных пород)	квадратный метр, м²
Проницаемость строительных конструкций:
массовая (влагопроницаемость)	килограмм в секунду на метр-паскаль, кг/(с·м·Па)
объёмная (воздухо-, паро- и газопроницаемость)	квадратный метр на секунду-паскаль, м²/(с·Па)
Массовый расход, массовая подача насоса, компрессора	килограмм в секунду, кг/с
Объёмный расход (сокращённо - расход), объёмная подача насоса, компрессора	кубический метр в секунду, м³/с
Массовая скорость	килограмм в секунду на квадратный метр, кг/(с·м²)

7 билет. Размерность физических величин.

Размерность физической величины — выражение, показывающее, во сколько раз изменится единица физической величины при изменении единиц величин, принятых в данной системе за основные. Размерность представляет собой одночлен, составленный из произведения обобщённых символов основных единиц в различных (целых или дробных, положительных или отрицательных) степенях, которые называются показателями размерности. Так, например, размерность скорости LT−1, где Т представляет собой размерность времени, а L — длины. Эти символы обозначают единицы времени и длины независимо от их конкретного размера (секунда, минута, час, метр, сантиметр и т. д.).

Термин размерность может относиться также к единице измерения физической величины. Часто абстрагируются от конкретных единиц измерения и описывают размерности в терминах основных физических величин, таких, например, как длина, масса и время, которые обозначают символами L, M и T, соответственно. Размерность записывают, как произведение этих символов, каждый из которых возведён в рациональную степень.

Например, размерность скорости — расстояние, делённое на время (L/T), а размерность силы — масса, умноженная на расстояние и делённая на время в квадрате (ML/T²).

В СИ определены семь единиц основных физических величин, размерности которых считаются независимыми друг от друга. Поскольку система физических величин принципиально отличается от системы единиц, то в некоторых системах физических величин возможен иной перечень основных физических величин, чем в СИ.

В формулах, имеющих физический смысл, только величины, имеющие одинаковую размерность, могут складываться, вычитаться или сравниваться. Например, сложение массы какого-либо предмета с длиной другого предмета не имеет смысла. Также невозможно сказать, что больше: 1 килограмм или 3 секунды. Из этого правила, в частности, следует, что левые и правые части уравнений должны иметь одинаковую размерность.

8 билет. Дольные и кратные единицы.

Наиболее прогрессивным способом образования кратных и дольных единиц является принятая в метрической системе мер десятичная кратность между большими и меньшими единицами.

В табл. приводятся множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименования.

Множитель	Приставка	Обозначение приставки
		русское	международное
	экса	Э	Е
	пета	П	Р
	тера	Т	Т
	гига	Г	G
	мега	М	М
	кило	к	k
	гекто	г	h
	дека	Да	da
	деци	д	d
	санти	с	с
	милли	м	m
	микро	мк
	нано	н	n
	пико	п	p
	фемто	ф	f
	атто	а	a

Следует учитывать, что при образовании кратных и дольных единиц площади и объема с помощью приставок может возникнуть двойственность прочте-ния в зависимоти от того, куда добавляется приставка. Так, сокращенное обозначение 1 км2 можно трактовать и как 1 квадратный километр и как 1000 квадратных метров, что, очевидно, не одно и то же (1 квадратный километр = 1.000.000 квадратных метров). В соответствии с международными правилами кратные и дольные единицы площади и объема следует образовывать, присоединяя приставки к исходным единицам.

9 билет. Эталоны.

Эталон - средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы, а также передачу её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Виды эталонов:

Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

Вторичный эталон — эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.

Эталон сравнения — эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Исходный эталон — эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений.

Рабочий эталон — эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Государственный первичный эталон — первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.

Национальный эталон — эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны.

Международный эталон — эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.

Наиболее известные эталоны.

Эталоны длины и массы, хранящиеся в Международном бюро мер и весов в Севре. Первый из них — «архивный метр» — на сегодня имеет лишь исторический интерес. Второй — эталон килограмма — сохраняет функцию международного эталона массы.

10 билет. Рабочие средства измерений.

Рабочие средства измерений, применяются для практических измерений при научных исследованиях, в производстве, торговле и др. областях. Этим они отличаются от образцовых средств измерений, применяемых только для поверки др. средств измерений.

Рабочие средства измерений подразделяются по категориям на меры (Меры, средства измерений, предназначенные для воспроизведения физических величин заданного размера.), измерительные приборы (Измерительный прибор, средство измерений, дающее возможность непосредственно отсчитывать значения измеряемой величины. В аналоговых измерительный прибор отсчитывание производится по шкале, в цифровых - по цифровому отсчётному устройству. Показывающие Измерительный прибор предназначены только для визуального отсчитывания показаний, регистрирующие Измерительный прибор снабжены устройством для их фиксации, чаще всего на бумаге. Регистрирующие измерительный прибор подразделяются на самопишущие, позволяющие получать запись показаний в виде диаграммы, и печатающие, обеспечивающие печатание показаний в цифровой форме), измерительные преобразователи (Измерительный преобразователь, средство измерений, преобразующее измеряемую физическую величину в сигнал для последующей передачи, обработки или регистрации), измерительные установки и измерительные системы. Рабочие средства измерений последних двух категорий представляют собой различные сочетания первых трёх категорий Рабочие средства измерений с добавлением вспомогательных устройств для обеспечения требуемых условий измерений (источников тока, переключающих и регулирующих устройств, линий связи, стабилизаторов, термостатов, специализированных вычислительных устройств и т.д.).

11 билет. Классификация средства измерений.

Средства измерения принято классифицировать по виду, принципу действия и метрологическому назначению.

Различают следующие виды средств измерений: меры, измерительные устройства, которые подразделяются на измерительные приборы и измерительные преобразователи; измерительные установки и измерительные системы.

Мера - это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Измерительный прибор - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительный преобразователь - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная на одном месте.

Измерительная система - совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических сигналах управления.

Все многообразие измерительных приборов, используемых для линейных измерений в машиностроении, классифицируют по назначению, конструктивному устройству и по степени автоматизации.

По назначению измерительные приборы разделяют на универсальные, специальные и для контроля.

По конструктивному устройству измерительные приборы делят на механические, оптические, электрические и пневматические и др. По степени автоматизации различают измерительные приборы ручного действия, механизированные, полуавтоматические и автоматические.

Универсальные измерительные приборы применяют в контрольно-измерительных лабораториях всех типов производств, а также в цехах единичных и мелкосерийных производств.

Универсальные измерительные приборы подразделяются:

на механические:

- простейшие инструменты - проверочные измерительные линейки, щупы, образцы шероховатости поверхности;

- Штангенинструменты - штангенциркуль, штангенглубиномер, штан-генрейсмас, штангензубомер;

- микрометрические инструменты - Микрометр, микрометрический нутромер, микрометрический глубиномер;

- приборы с зубчатой передачей - индикаторы часового типа; Рычажно-механические - миниметры, рычажные скобы;

оптические:

- вертикальные и горизонтальные оптиметры, малый и большой инструментальные микроскопы, универсальный микроскоп, концевая машина, проекторы, интерференционные приборы;

пневматические: длинномеры (ротаметры);

электрические: электроконтактные измерительные головки, индуктивные приборы, профилографы, профилометры, кругломеры.

Специальные измерительные приборы предназначены для измерения одного или нескольких параметров деталей определенного типа; например приборы для измерения (контроля) параметров коленчатого вала, распределительного вала, параметров зубчатых колес, диаметров глубоких отверстий.

Приборы для контроля геометрических параметров по назначению делят на приборы для приемочного (пассивного) контроля (калибры), для активного контроля в процессе изготовления деталей и приборы для статистического анализа и контроля.

12 билет. Погрешность средств измерений и их нормирование.

Одной из важнейших метрологических характеристик СИ является их погрешность, знание которой необходимо для оценивания погрешности измерения.

Необходимо отметить, что погрешность СИ является только одной из составляющих погрешности результата измерений, получаемого с использованием данного СИ. Другими составляющими являются погрешность метода измерений и погрешность оператора, проводящего измерения.

Погрешности средств измерений могут быть обусловлены различными причинами:

1.неидеальностью свойств средства измерений, то есть отличием его реальной функции преобразования от номинальной;

2.воздействием влияющих величин на свойства средств измерений;

3.взаимодействием средства измерений с объектом измерений — изменением значения измеряемой величины вследствие воздействия средства измерения;

4.методами обработки измерительной информации, в том числе с помощью средств вычислительной техники.

Погрешности конкретных экземпляров СИ устанавливают только для эталонов, для остальных СИ вся информация об их погрешностях представляет собой те нормы, которые для них установлены.

В основе нормирования погрешностей средств измерений лежат следующие основные положения.

1. В качестве норм указывают пределы допускаемых погрешностей, включающие в себя систематические и случайные составляющие.

Под пределом допускаемой погрешности понимается наибольшее значение погрешности средства измерений, при котором оно еще признается годным к применению. Обычно устанавливают пределы, т.е. зоны, за которую не должна выходить погрешность. Данная норма отражает то положение, что средства измерений можно применять с однократным считыванием показаний.

2. Порознь нормируют все свойства СИ, влияющие на их точность: отдельно нормируют основную погрешность, по отдельности – все дополнительные погрешности и другие свойства, влияющие на точность измерений. При выполнении данного требования обеспечивается максимальная однородность средств измерений одного типа, то есть близкие значения дополнительных погрешностей, обусловленных одними и теми же факторами. Это дает возможность заменять один прибор другим однотипным без возможного увеличения суммарной погрешности.

Пределы допускаемых погрешностей средств измерения применяются как для абсолютной, так и для относительной погрешности.

13 билет. Методы измерений ( с примерами).

Методы измерений можно классифицировать по различным признакам. Для общеметрологического анализа важными являются традиционные классификации, основанные на следующих признаках:

1.физический принцип, положенный в основу измерения;

2.режим взаимодействия средства измерений с объектом;

3.вид применяемых средств измерений;

4.вид хранителя единицы физической величины и характер измерительных операций.

По первому признаку все методы измерений делятся на электрические, магнитные, акустические, оптические и т.д. По режиму взаимодействия их можно разделить на статические и динамические, контактные и бесконтактные методы. По виду применяемых средств измерений - на аналоговые и цифровые.

По последнему признаку выделяют следующие основные методы измерений :

1.метод отклонений:

простой метод отклонений;

дифференциальный метод отклонений;

2.нулевой метод:

компенсационный метод;

метод замещения.

Простой метод отклонений это метод измерений, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия, заранее градуированного в единицах измеряемой физической величины.

Примерами измерительных систем, реализующих простой метод отклонений, являются измерительная линейка, пружинный динамометр, стрелочный прибор для измерения силы электрического тока или напряжения и др. В этом случае измерительный прибор выступает в качестве хранителя единицы физической величины.

Сущность дифференциального метода отклонений состоит в том, что на измерительный прибор воздействует разность между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Под мерой в метрологии понимают средство измерения, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

Примером реализации данного метода измерений является измерительная система с применением дифференциальной термопары для измерения температуры объекта исследования.

Примерами реализации компенсационного метода являются рычажные весы с гирями, мост Уитстона для измерения электрического сопротивления.

Примером метода замещения может являться взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов.

14 билет. Методы прямых измерений (с примерами).

При прямых измерениях искомое значение величины определяют непосредственно по устройству отображения измерительной информации применяемого средства измерений. Формально без учета погрешности измерения они могут быть описаны выражением.

Q = X,

где Q – измеряемая величина,

X – результат измерения.

Пример:

измерение диаметра цилиндрической поверхности детали штангенциркулем в одном сечении – прямое абсолютное однократное (возможно и многократное) статическое измерение, выполняемое методом непосредственной оценки;

15 билет. Погрешности средств измерений.

Погрешности средств измерений, отклонения метрологических свойств или параметров средств измерений от номинальных, влияющие на погрешности результатов измерений, получаемых при помощи этих средств. Составляющие этих погрешностей, зависящие от Погрешности средств измерений, называются инструментальными погрешностями (инструментальными ошибками). Погрешности средств измерений выражают в форме абсолютных, относительных или приведённых погрешностей (т. е. соответственно в единицах измеряемой величины, в долях или процентах от неё либо в процентах от верхнего предела измерений, диапазона измерений или длины шкалы).

Погрешности средств измерений, имеющие место при нормальных условиях применения средств измерений, называют основными; погрешности, вызванные отклонением значений влияющих величин (температуры, частоты электрического тока и т.п.) от принятых за нормальные, — дополнительными. Для каждого типа средств измерений устанавливаются пределы допускаемых погрешностей, определяющие классы точности средств измерений. При измерениях постоянных величин, когда используются установившиеся показания средств измерений, на результаты влияют только статические Погрешности средств измерений При измерениях изменяющихся величин к статическим добавляются динамические Погрешности средств измерений и общая погрешность возрастает.

По своему характеру Погрешности средств измерений бывают систематические, т. е. сохраняющиеся постоянными или закономерно изменяющиеся, и случайные, т. е. изменяющиеся случайным образом. Так, неправильно нанесённые отметки на шкале прибора или неточная подгонка мер (например, гирь) вызывают систематические погрешности; трение подвижных частей прибора — случайные. Систематические Погрешности средств измерений можно исключать введением поправок или умножением показаний на поправочные множители.

16 билет. Метрологические характеристики средств измерений.

Метрологическими характеристиками, называются технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, предназначенные для оценки технического уровня и качества средства измерений, для определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

Метрологические характеристики (МХ) средств измерений делят на следующие группы:

1.характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки). Такие МХ можно назвать номинальными;

2.характеристики погрешностей СИ;

3.характеристики чувствительности СИ к влияющим величинам, которые тоже можно отнести к характеристикам погрешностей;

4.динамические характеристики СИ;

5.неинформативные параметры выходного сигнала СИ (предпочтительно рассматривать неинформативные параметры сигнала измерительной информации).

17 билет. Виды погрешностей результатов измерений и их источники.

Качество измерений характеризуется: точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений. Точность измерительного прибора это - метрологическая характеристика прибора, определяемая погрешностью измерения, в пределах которой можно обеспечить использование данного измерительного прибора. В метрологии используется понятие "класс точности" прибора или меры. Класс точности средства измерений является обобщенной характеристикой средства намерений, определяемой пределами основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерения. Класс точности характеризует свойства средства измерения, но не является показателем точности выполненных измерений, поскольку при определении погрешности измерения необходимо учитывать погрешности метода, настройки и др.В зависимости от точности приборы разделяются на классы: первый, второй и т.д. Допускаемые погрешности для разных типов приборов регламентируются государственными стандартами. Точность - это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Количественная оценка точности - обратная величина модуля относительной погрешности. Например, если погрешность измерений равна 10 в степени минус 6, то точность равна 10 в степени плюс 6.

Точность измерения зависит от погрешностей возникающих в процессе их проведения.

• Абсолютная погрешность измерения - разность между значением величины, полученным при измерении, и ее истинным значением, выражаемая в единицах измеряемой величины.

• Относительная погрешность измерения - отношение абсолютной погрешности, измерения к истинному значению измеряемой величины.

• Систематическая погрешность измерения - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону при повторных измерениях одной и той же величины. Систематическая погрешность может быть исключена с помощью поправки.

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

• Грубая погрешность измерения - погрешность, значение которой существенно выше ожидаемой.

В зависимости от последовательности причины возникновения различают следующие виды погрешностей.

• Инструментальная погрешность - составляющая погрешности измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств. Эти погрешности определяются качеством изготовлении самих измерительных приборов.

• Погрешность метода измерения - составляющая погрешности измерения, вызванная несовершенством метода измерений.

• Погрешность настройки - составляющая погрешности измерения, возникающая из-за несовер-шенства осуществления процесса настройки.

• Погрешность отсчёта - составляющая погрешности измерения, вызванная недостаточно точным считыванием показаний средств измерений. Погрешность возникает из-за видимого изменения относительных положений отметок шкалы вследствие перемещения глаза наблюдателя - погрешность параллакса.

• Погрешность поверки - составляющая погрешности измерений, являющаяся следствием несовер-шенства поверки средств измерений. Погрешности от измерительного усилия действуют в случае контактных измерительных приборов. При оценке влияния измерительного усилия на погрешность измерения, необходимо выделить упругие деформации установочного узла и деформации в зоне контакта измерительного наконечника с деталью.

• Влияющая физическая величина - физическая величина, не измеряемая данным средством, но оказывающая влияние на результаты измеряемой величины, например: температура и давление окружающей среды; относительная влажность и др. отличные от нормальных значений.

• Погрешность средства измерения, возникающая при использовании его в нормальных условиях, когда влияющие величины находятся в пределах нормальной области значений, называют основной.

• Если значение влияющей величины выходит за пределы нормальной области значений, появляетсядополнительная погрешность.

Температурные погрешности вызываются температурными деформациями. Они возникают из-за разности температур объекта измерения и средства измерения.

Субъективные погрешности - погрешности, зависящие от оператора . Возможны четыре вида субъективных погрешностей: погрешность отсчитывания;  погрешность присутствия (проявляется в виде влияния теплоизлучения оператора на температуру окружающей среды, а тем самым и на измерительное средство); погрешность действия (вносится оператором при настройке прибора);профессиональные погрешности (связаны с квалификацией оператора, с отношением его к процессу измерения).

18 билет. Однократные и многократные измерения.

По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.

Однократные измерения - это одно измерение одной величины, то есть, число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше Преимущество многократных измерений - в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.