Минько Дмитрий Вацлавович

Метрология, стандартизация и информационные системы

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности.

РМГ29-99 – нормативный документ «Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Метрология. Основные термины и определения».

Измерительное преобразование можно описать основным уравнением измерения:

Q = N*q

Q – измеряемая величина;

q – единица измеряемой величины;

N – числовое значение, определяющее соотношение между Q и q.

Измерение физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношений измеряемой величины с её единицей и получение значений этой величины.

Измерение – измерять

Физическая величина (ФВ) – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуально для каждого из них.

Модель измерений.

Точность результата измерений – одна из характеристик качества измерений, отражающая близость к 0, погрешности результата измерений.

Чем выше точность – тем меньше его погрешность измерения.

Погрешность измерений – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

- погрешность измерения;

X – результат измерения;

Q – истинное значение физической величины.

Единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

На сегодняшний день сложились следующие области измерений:

1. Физические (технические, электрические, оптические, …).

2. Квантово-механические измерения. Основаны на взаимодействии микрообъекта с макроприбором.

3. Психологические измерения. Сводятся к выбору типа шкалы и помещению её в область исследования.

4. Кибернетические измерение. Исследование помех на каналах.

5. Математические измерения. Допущение идеальных измерений, результаты которых свободны от погрешностей.

и др.

Физические величины и системы единиц физических величин

Размер физической величины – количественная определённость физической величины, присущая конкретному материальному объекту в системе, явлению или процессу.

Значение физической величины – выражение размера физической величины в виде некоторого числа, принятых для неё единиц.

Числовое значение физической величины – отвлечённое число, входящее в значение величины.

Истинное значение физической величины – значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений.

Система физических величин – совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимают за независимые, а другие определяют как функции независимых величин. Независимые величины называются основными, а прочие – производными.

На базе системы физических величин создаётся системы единиц физических величин.

Система единиц физических величин - совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами, заложенными в создание заданной системы физических величин.

Размерность величины – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности равным 1. В международных стандартах размерность обозначается знаком «dim».

Международная система единиц физических величин си

Система утверждена генеральной конференцией по мерам и весам в 1860 году.

Физическая величина		Единица физической величины
Наименование	Размерность	Наименование	обозначение
			рус	англ
Длина	L	метр	м	m
масса	M	килограмм	кг	kg
время	T	секунда	c	s
Сила электрического тока	I	ампер	А	А
Термодинамическая температура		кельвин	К	К
Количество вещества	N	моль	моль	Mol
Сила света	J	кандела	кд	kd

Классификация измерений

Измерения физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с её единицей и получения значения этой величины.

Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенные в основу измерений.

Область измерения – совокупность измерений физических величин, свойственных какой-либо отрасли науки или техники и выделяющихся своей спецификой.

Видом измерения называется часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин.

Классификация измерений:

1. Прямые – значения искомой величины получают непосредственно. Q = x.

Косвенные – определение значения ФВ на основании результатов прямых измерений других ФВ, функционально связанных с искомой величиной. Q = F (x, y, z…).

2. Совокупные – проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомых значения величин определяют путём решения системы уравнений, получаемых при измерении этих величин в различных сочетаниях.

Совместные – проводимые одновременно измерения двух или нескольких не одноименных величин для определения зависимости между ними. Определение температурного коэффициента расширения.

3. Абсолютные – измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. Измерение силы тяжести.

Относительные – Измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Проценты.

4. Однократные – измерение, выполненное 1 раз.

Многократные – измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т.е. состоящие из ряда многократных измерений.

5. Статические – измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения. Измерение длины земельного участка на улице (зима, лето - погрешности).

Динамические – измерение изменяющейся по размеру физической величины.

6. Равноточные – ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью.

Неравноточные – ряд измерений какой-либо величины, выполненных различающимися по точности средствами измерений и (или) в разных условиях.

Измерения в двух сериях могут быть:

• Равно рассеянными. Когда

• Не равно рассеянные. Когда

В зависимости от планируемой точности измерения делят на:

1. Технические – измерения, которые выполняются с заранее установленной точностью. Задаётся ∆ ≤ [∆].

2. Метрологические – измерения, выполняемые с максимально достижимой точностью. ∆ → 0.

Ориентировочные измерения – измерения, погрешность которых может колебаться в достаточно широких пределах. ∆ = [∆].