95

московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Кафедра электротехники, метрологии и электроэнергетики

И.В. Семенов

Метрология

Учебное пособие для студентов

специальности «Роботы и робототехнические системы»

Москва – 2005

УДК 621.317.08

К-28

Семенов И.В. Метрология: Учебное пособие / М.: МИИТ, 2005 г. – с.

В учебном пособии рассмотрены основы метрологии, методы и средства измерений электрических и некоторых неэлектрических величин. Материал представлен с учетом современных достижений и тенденций развития теории измерения и измерительной техники. Изложение базируется на действующей нормативно-технической документации и выдержано в соответствии с программой курса.

Рецензенты: м.В. Клигман оао «Мосгипротранс»

д.т.н. В.П. Феоктистов МИИТ

 Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), 2005 г.

План 2005 г.

Подписано к печати Формат 60х80/16

Усл.-печ. л. Тираж 100 экз.

Заказ: Цена

127994, Москва, ул. Образцова, 15

Типография МИИТа

Содержание

1. Основные положения

Основные метрологические термины и определения

Международная система единиц физических величин

Кратные и дольные приставки единиц

Виды и методы измерений

2. Погрешности измерений

3. Метрологические характеристики средств измерений

4. Обработка результатов измерений

Обработка результатов прямых однократных измерений

Многократные измерения и алгоритм их обработки

Обработка результатов косвенных измерений

5. Поверка средств измерений

6. Обеспечение единства измерений

7. Средства электрических измерений

Аналоговые электромеханические приборы

Приборы сравнения

Аналоговые электронные приборы

Цифровые измерительные приборы

Масштабные измерительные преобразователи

Информационно-измерительные системы

Микропроцессорные системы и микроЭВМ в измерительной технике

8. Методы измерений

Измерение частоты электромагнитных колебаний

Измерение фазового сдвига

Электрические измерения неэлектрических величин

Заключение

1. Основные положения

Основные метрологические термины и определения

Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точ­ности.

Метрология — научная основа измерительной техники.

Объектами метрологии являются единицы величин, средства измерений, эталоны, методики выполнения измерений.

Измерение — совокупность операций, выполняемых с помо­щью технического средства, хранящего единицу величины, по­зволяющего сопоставить измеряемую величину с ее единицей и получить значение величины. Это значение называют результа­том измерений.

Например, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали, сравнивают ее с единицей, хранимой линейкой, и, произведя отсчет, получают значение величины (длины, высоты и других параметров детали).

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

Средство измерений — техническое устройство, предназна­ченное для измерений (Закон РФ от 27.04.93 № 4871-1 «Об обес­печении единства измерений»; далее — Закон РФ).

Эталон единицы величины — средство измерения, предназна­ченное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее средствам измерений данной величины.

Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин, а по­грешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Итак, первым условием обеспечения единства измерений яв­ляется представление результатов измерений в узаконенных единицах, которые были бы одними и теми же всюду, где про­водятся измерения и используются их результаты. В России, как и в большинстве других стран, узаконенными единицами явля­ются единицы величин Международной системы единиц, при­нятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомен­дованные Международной организацией законодательной мет­рологии. Второе условие единства измерений — погрешность измерений не превышает (с заданной вероятностью) установ­ленных пределов. Погрешности измерений средства измерений указываются в придаваемом к нему техническом документе — паспорте, ТУ и пр.

Международная система единиц физических величин. Кратные и дольные приставки единиц

История развития метрологии насчитывает большое число систем единиц. Каждая из них возникла из потребностей практики и отражала соответствующий уровень знаний, развития техники, производства, торговли и т.д. По мере развития торговых и производственных связей между регионами, использующими разные системы единиц, возникла потребность в согласовании количественных отношений между единицами величин, а затем и необходимость создания и использования единой международной системы единиц и соответствующих международных эталонов единиц.

Международная система единиц прошла определенные этапы развития, прежде чем она приняла тот вид, который имеет в настоящее время.

В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему единиц, присвоив ей наименование Международная система единиц (System International) с аббревиатурой SI (в русской транскрипции СИ).

В ст. 6 Закона РФ «Об обеспечении единства измерений» сказано, что «В Российской Федерации в установленном порядке допускаются к применению единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии.»

Таблица 1.

Величина	Единица величины
Наименование	Наименование	Размерность		Обозначе-ние
		Русская	Между-народная
Длина Масса Время Сила электрического тока Термодинамическая температура Сила света Количество вещества	метр килограмм секунда ампер кельвин кандела моль	м кг с А К кд моль	m kg s A K cd mol	L M T I  J N

В науке и технике, когда приходится иметь дело с очень малыми или очень большими размерами величин, бывает удобнее выражать их не через единицы, а через дольные или кратные единицы соответственно. Кратные или дольные единицы образуются с использованием соответствующих приставок. Их наименования и обозначения переведены в табл. 2.

Таблица 2