- •1.3. Случайные погрешности и обработка результатов измерений
- •3.11.1 Метод суммы и разности напряжений
- •3.11.2 Нулевой метод
- •3.11.3 Метод преобразования фазового сдвига во временной интервал
- •1 Основы метрологии
- •1.1. Общие сведения о метрологии и измерениях
- •1.1.1. Основные термины и определения в области метрологии
- •1.1.2. Классификация измерений
- •1.1.4. Классификация погрешностей
- •1.1.3. Классификация методов измерения
- •1.2. Систематические погрешности измерений
- •1.2.1 Классификация и обнаружение систематических погрешностей
- •1.2.2. Способы уменьшения систематических погрешностей
- •До начала измерений:
- •2. В процессе измерений
- •1.3. Случайные погрешности и обработка результатов измерений
- •1.3.1. Распределения случайных величин и их числовые характеристики
- •1.3.2 Оценка погрешностей результатов прямых измерений
- •1.3.3 Оценка ско результата косвенного измерения
- •1.3.4 Суммирование неисключенных систематических погрешностей
- •1.3.5 Оценка суммарной погрешности результата измерения
- •1.3.6 Формы представления результатов измерений
- •1.3.7 Правила округления результата измерений и погрешности
- •2 Метрологическое обеспечение измерений
- •2.1 Структура метрологического обеспечения в Республике Беларусь
- •2.2 Передача размера единиц электрических физических величин
- •2.3 Международные организации по метрологии
- •2.3.1 Международная организация мер и весов
- •2.3.2 Международная организация законодательной метрологии
- •3 Технические методы и средства измерений
- •3.1 Классификация средств измерений
- •3.2 Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование
- •3.3 Электрические измерения неэлектрических величин
- •3.3.1 Основные принципы и методы преобразования измерительной информации
- •3.3.2 Метрологические характеристики ип
- •3.3.3 Первичные измерительные преобразователи
- •3.3.4 Параметрические ип
- •3.3.4.1 Резистивные ип
- •3.3.4.2 Емкостные измерительные преобразователи
- •1 Ип с изменяемым расстоянием между пластинами.
- •2 Емкостный ип с переменной площадью пластин
- •3 Емкостный ип с изменяющимся положением диэлектрика.
- •3.3.4.3 Индуктивные измерительные преобразователи
- •3.3.5 Генераторные измерительные преобразователи
- •3.3.5.1 Индукционные магнитоизмерительные преобразователи
- •3.3.5.2 Сверхпроводниковые преобразователи
- •3.3.5.3 Измерительные преобразователи Холла
- •3.3.5.4 Преобразователи Гаусса
- •3.3.5.5 Пьезоэлектрические преобразователи
- •3.3.5.6 Термоэлектрические преобразователи
- •3.3.5.7 Фотоэлектрические преобразователи
- •3.3.5.8 Гальванические преобразователи
- •3.4 Измерение тока и напряжения
- •3.4.1 Измеряемые параметры тока и напряжения
- •3.4.2 Общие сведения об электромеханических приборах
- •3.4.3 Магнитоэлектрические измерительные приборы
- •3.5 Измерение тока на радиочастотах
- •3.5.1 Выпрямительные амперметры
- •3.5.2 Термоэлектрические амперметры
- •3.5.3 Фотоэлектрические амперметры
- •3.5.4 Расширение пределов измерения силы тока
- •3.5.5 Методическая погрешность при измерении силы тока
- •3.6 Измерение напряжения электронными аналоговыми вольтметрами
- •3.6.1 Аналоговые вольтметры прямого преобразования
- •3.6.2 Вольтметры переменного напряжения
- •3.6.3 Аналоговые вольтметры сравнения
- •3.6.4 Расширение пределов измерения напряжения
- •3.6.5 Методическая погрешность при измерении напряжения
- •3.6.6 Зависимость показаний вольтметров от формы кривой измеряемого напряжения
- •3.7 Измерение постоянного напряжения цифровыми вольтметрами
- •3.7.1 Вольтметры с прямым преобразованием
- •3.7.1.1 Цифровые вольтметры с время-импульсным преобразованием
- •3.7.1.2 Цифровые вольтметры с частотно-импульсным преобразованием
- •3.7.1.3 Цифровые вольтметры с кодо-импульсным преобразованием
- •3.8 Цифровые вольтметры переменного напряжения
- •3.9 Измерение частоты электромагнитных колебаний
- •3.9.1 Классификация приборов для измерения частоты и интервалов времени
- •3.9.2 Резонансные частотомеры
- •3.9.3 Измерение частоты гетеродинным методом
- •3.9.4 Метод дискретного счета. Электронно-счетные частотомеры
- •3.10 Исследование формы электрических сигналов
- •3.10.1 Структурная схема типового универсального электронного осциллографа (эо)
- •3.10.2 Цифровые осциллографы
- •3.10.3 Осциллографы смешанных сигналов
- •3.10.4 Осциллографические измерения
- •3.10.4.1 Измерение напряжений
- •3.10.4.2 Измерение временных параметров и параметров импульсов
- •3.10.4.3 Измерение частоты
- •3.10.4.4 Измерение фазовых сдвигов
- •3.11 Измерение фазового сдвига
- •3.11.1 Метод суммы и разности напряжений
- •3.11.2 Нулевой метод
- •3.11.3 Метод преобразования фазового сдвига во временной интервал
- •3.12 Измерение электрической мощности
- •3.12.1 Измерение вч и свч мощности
- •3.12.2.1 Измерение поглощаемой мощности
- •3.12.2.2 Измерение проходящей мощности
- •3.13 Автоматизация электрорадиоизмерений
- •3.13.1 Основные принципы автоматизации измерений
- •3.13.2 Типовая схема автоматизированного измерительного эксперимента
- •3.13.3 Применение микропроцессоров в электрорадиоизмерительных приборах
- •3.13.4 Двухканальный стробоскопический осциллограф
- •3.13.5 Измерительно-вычислительные комплексы
- •3.13.6 Информационно-измерительные системы
- •3.13.7 Измерительные системы
- •3.13.8 Системы автоматического контроля
- •3.13.9 Интерфейсы измерительных приборов
- •3.13.10 Виртуальные измерительные приборы: общие принципы построения и функционирования
- •4 Основы сертификации
- •4.1 Законодательные и нормативные документы в области качества. Государственная программа «Качество»
- •4.2 Международные стандарты серии исо 9000
- •4.3 Охрана окружающей среды (iso 14001)
- •4.4 Система менеджмента здоровья и безопасности (ohsas 18001:1999)
- •4.5 Система менеджмента социальной среды (sa 8000)
- •4.6 Законодательная и нормативная база подтверждения соответствия
- •4.7 Сертификация продукции
- •4.8 Декларирование соответствия продукции
- •4.9 Сертификация услуг
- •4.10 Сертификация компетентности персонала
- •4.11 Сертификация систем менеджмента качества
- •5 Основы стандартизации и технического нормирования
- •5.1 Основные цели и задачи тНиС
- •5.2 Основные понятия и определения в области технического
- •5.3 Принципы тНиС
- •5.4 Государственный Комитет по стандартизации Республики Беларусь (Госстандарт)
- •5.5 Виды технических нормативных правовых актов
- •5.6 Основные системы стандартов в радиоэлектронике
- •5.7 Основы классификации и кодирования информации
- •5.8 Универсальная десятичная классификация (удк)
- •5.9 Международная классификация изобретений
- •5.10 Методические основы стандартизации
- •5.10.1 Основные методы стандартизации
- •5.10.2 Виды стандартизации
- •5.11 Международная стандартизация
- •5.11.1 Международные организации, занимающиеся стандартизацией
- •5.11.2 Европейские организации по стандартизации: сеn, сеnelеc, етsi
- •5.12 Участие Республики Беларусь в работе международных организаций по стандартизации
- •5.12.1 Национальный центр по техническим барьерам в торговле,
- •5.12.2 Участие в работе технических комитетов iso и iec
- •5.13 Стандартизация в области информационно-коммуникационных
3.11.1 Метод суммы и разности напряжений
3.11.2 Нулевой метод
3.11.3 Метод преобразования фазового сдвига во временной интервал
3.12 Измерение электрической мощности
3.12.1 Измерение ВЧ и СВЧ мощности
3.12.2.1 Измерение поглощаемой мощности
3.12.2.2 Измерение проходящей мощности
3.13 Автоматизация электрорадиоизмерений
3.13.1 Основные принципы автоматизации измерений
3.13.2 Типовая схема автоматизированного измерительного эксперимента
3.13.3 Применение микропроцессоров в электрорадиоизмерительных приборах
3.13.4 Двухканальный стробоскопический осциллограф
3.13.5 Измерительно-вычислительные комплексы
3.13.6 Информационно-измерительные системы
3.13.7 Измерительные системы
3.13.8 Системы автоматического контроля
3.13.9 Интерфейсы измерительных приборов
3.13.10 Виртуальные измерительные приборы: общие принципы построения и функционирования
4 Основы сертификации
4.1 Законодательные и нормативные документы в области качества. Государственная программа «Качество»
4.2 Международные стандарты серии ИСО 9000
4.3 Охрана окружающей среды (ISO 14001)
4.4 Система менеджмента здоровья и безопасности (OHSAS 18001:1999)
4.5 Система менеджмента социальной среды (SA 8000)
4.6 Законодательная и нормативная база подтверждения соответствия
4.7 Сертификация продукции
4.8 Декларирование соответствия продукции
4.9 Сертификация услуг
4.10 Сертификация компетентности персонала
4.11 Сертификация систем менеджмента качества
5 Основы стандартизации и технического нормирования
5.1 Основные цели и задачи ТНиС
5.2 Основные понятия и определения в области технического
нормирования и стандартизации
5.3 Принципы ТНиС
5.4 Государственный Комитет по стандартизации Республики Беларусь (Госстандарт)
5.5 Виды технических нормативных правовых актов
5.6 Основные системы стандартов в радиоэлектронике
и информационных технологиях и их характеристика
5.7 Основы классификации и кодирования информации
5.8 Универсальная десятичная классификация (УДК)
5.9 Международная классификация изобретений
5.10 Методические основы стандартизации
5.10.1 Основные методы стандартизации
5.10.2 Виды стандартизации
5.11 Международная стандартизация
5.11.1 Международные организации, занимающиеся стандартизацией
5.11.2 Европейские организации по стандартизации: СЕN, СЕNELЕC, ЕТSI
5.12 Участие Республики Беларусь в работе международных организаций по стандартизации
5.12.1 Национальный центр по техническим барьерам в торговле,
санитарным и фитосанитарным мерам
5.12.2 Участие в работе технических комитетов ISO и IEC
5.13 Стандартизация в области информационно-коммуникационных
технологий (ИКТ)
1 Основы метрологии
1.1. Общие сведения о метрологии и измерениях
1.1.1. Основные термины и определения в области метрологии
Метрология является теоретической основой измерений.
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
В метрологии, как в любой другой науке, недопустимо неоднозначное толкование терминов. Терминологию в области метрологии регламентирует СТБ П 8021-2003 «Метрология. Основные термины и определения» (РМГ 29-99).
Для каждого понятия установлен один стандартизированный термин.
В метрологии можно выделить три раздела: теоретическая, прикладная и законодательная метрология.
Теоретическая метрология – раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии.
Сюда входит
- развитие общей теории измерений и теории погрешностей, в том числе создание новых методов измерений и разработка способов исключения или уменьшения погрешностей;
- создание и совершенствование систем единиц физических величин (ФВ);
- создание и совершенствование системы эталонов;
- создание и совершенствование научных основ передачи размеров единиц ФВ от эталонов к рабочим СИ.
Прикладная метрология – раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положения законодательной метрологии.
Законодательная метрология – раздел метрологии, относящийся к деятельности, направленной на обеспечение единства и необходимой точности измерений, требующей регламентации со стороны государства.
Сюда относится создание и совершенствование системы государственных стандартов, которые устанавливают правила, требования и нормы, определяющие организацию и методику проведения работ по обеспечению единства и точности измерения, организация и функционирование соответствующей государственной службы.
Измерение – это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу ФВ, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальная для каждого из них.
Процесс измерения – заключается в сравнении измеряемой величины с некоторым ее значением, принятым за единицу.
Результатом измерения является число, показывающее отношение значения измеряемой величины к единице измерения.
Единица измерения ФВ – ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемое для количественного выражения однородных с ней ФВ.
Единицы измерения подразделяются на основные и производные.
Основная единица – единица основной ФВ в данной системе единиц.
Производная единица – единица производной ФВ системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами и уже определенными производными.
Для возможности сравнения результатов измерений, выполненных в разное время и в разных местах, система единиц устанавливается в законодательном порядке: ГОСТ 8.417-81. ГСИ. Единицы физических величин.
СИ: 7 основных единиц: м, кг, с, А, кандела, К, моль + угловые единицы.
17 производных: Гц Hz (1/с); ньютон Н N (мкгс-2); паскаль Па Ра (м-1кгс-2); Джоуль Дж J (м2кгс-2); Вт W (м2кгс-3); Кулон Кл С (сА); В V (м2кгс-3А-1); Сименс См S (м-2кг-1с2А2); Вебер Вб Wb (м2кгс-2А-1); Тесла Тл Т (кгс-2А-1); Генри Гн Н (м2кгс-2А-2); Люмен лм lm (кдср); Люкс Лк lx (м-2ср); беккерель Бк Bq (с-1); грэй Гр Gy (м2с-2); зиверт Зв Sv (м2с-2).
В технике связи широко применяется внесистемная логарифмическая единица бел, при помощи которой определяются относительные значения усиления, ослабления, нелинейных искажений, неравномерности характеристик.
1 дБ равен 10 lg отношения двух одноименных энергетических величин (мощности, энергии) при Р1/Р2=101/10=1,259 или 20 lg отношения двух «силовых» величин (U, J, напряженности поля), если U1/U2=101/20=1,22.
Для выражения количественного различия между одноименными величинами используют понятие
Размер ФВ – количественная определенность единицы ФВ, воспроизводимой или хранимой средством измерений.
Целью измерения является определение размера величины, причем результат измерения должен выражаться числом.
Размерность ФВ – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных ФВ в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные, и с коэффициентом пропорциональности, равным 1.
[B]=м2кгс-3А-1.
Значение нуля для ряда случаев является условным [температура «начало отсчета», а надо, в сущности, измерять лишь разность температур].
Выражение размера ФВ в виде некоторого числа принятых для него единиц называется значением ФВ.
Отвлеченное число, входящее в значение ФВ, называется числовым значением (5А 5).
В зависимости от размера выбранной единицы будет изменяться числовое значение ФВ, тогда как размер этой величины будет одним и тем же. [При применении разных единиц длины – м, см, мм – выражения значения перемещения l на 1 м некоторого тела будут равны l=1 м=100 см= 1000 мм].
Все вышеизложенное предполагает узаконенность принятой терминологии и связанное с этим существование таких понятий, как единство измерений и единообразия СИ.
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.
Единообразие средств измерений – состояние СИ, характеризующееся тем, что они проградуированы в узаконенных единицах и их метрологические свойства (и характеристики) соответствуют нормам.
Для организации обеспечения единства измерений и единообразия СИ в стране создана метрологическая служба – сеть государственных и ведомственных органов и их деятельность, направленная на обеспечение единства измерений и единообразия СИ в стране.
Эти органы осуществляют надзор за состоянием СИ и обеспечивают передачу размера единиц ФВ от эталонов к рабочим СИ.
Всякое измерение необходимо предварительно обдумать, составить план проведения измерений. в связи с этим в теории измерений вводится такое понятие, как методика измерений – детально намеченный распорядок процесса измерений при выбранных схеме и комплексе приборов, включающий правила, последовательность операций, количество измерений и т.д.
Применительно к оной и той же схеме измерений и данному комплексу аппаратуры возможны различные методики и наоборот. В процессе измерений или установки параметров источников сигналов оператор снимает отсчеты или показания.
Отсчет – фиксация значения величины или числа по показывающему устройству СИ в заданный момент времени.
Показание – ФВ, соответствующая отсчету. Показание получается в результате умножения отсчета на переводной множитель.
