Измерение. Основные понятия

1. Измерение. Основные понятия

Курс лекций
«Методы и средства измерений,
испытаний и контроля»

2. Основные определения в области измерений

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Основные определения в области измерений
Измерение – процесс экспериментального получения одного
или более значений величины, которые могут быть
обоснованно приписаны величине (РМГ 29-2013)
Измерение – совокупность операций по применению
технического средства, хранящего единицу физической
величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном
или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и
получение значения этой величины (РМГ 29-99)
Измерение – это нахождение значения физической величины
(ФВ) опытным путем с помощью специальных технических
средств (ГОСТ 16263-70)
2

3. Основные определения в области измерений

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Основные определения в области измерений
Контроль – операции, включающие проведение измерений,
испытаний, проверки одной или нескольких характеристик
изделия и определения их соответствия установленным
нормам. (РМГ 29-99)
Контроль – процедура оценивания
соответствия путем
–
наблюдения и суждений, сопровождаемых соответствующими
измерениями, испытаниями и калибровкой. (ГОСТ Р ИСО 9000)
3

4. Основные определения в области измерений

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Основные определения в области измерений
Испытание – определение одной или нескольких
характеристик согласно установленной процедуре. (ГОСТ Р
ИСО 9000)
Испытание – экспериментальное определение
количественных и качественных характеристик параметров
изделия путем воздействия на него или его модель
спланированного комплекса внешних возмущающих факторов.
4

5.

Тема 1. Измерение. Основные понятия
5

6. Основные определения в области измерений

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Основные определения в области измерений
Принцип измерений – явление материального мира,
положенное в основу измерения.
Метод измерения – прием или совокупность приемов
сравнения измеряемой величины с ее единицей или
соотнесения со шкалой в соответствии с реализованным
принципом измерений.
Методика (выполнения) измерений – установленная
логическая последовательность операций и правил при
измерении, выполнение которых обеспечивает получение
результатов измерений в соответствии с принятым методом
измерений.
6

7. Классификация методов измерения

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Классификация методов измерения
1. По физическому принципу, положенному в основу
измерения.
2. По характеру взаимодействия средства измерений с
объектом измерений.
3. По совокупности приемов использования принципов
и средств измерений:
метод непосредственной оценки
метод сравнения с мерой
дифференциальный
нулевой
замещения
совпадения
7

8. Средство измерения

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Средство измерения
Средства измерительной техники – обобщающее понятие,
охватывающее технические средства, специально
предназначенные для измерений.
Средство измерения – техническое средство,
предназначенное для измерений и имеющее
нормированные (установленные) метрологические
характеристики.
8

9. Классификация средств измерения по назначению и конструктивному исполнению

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Классификация средств измерения по назначению и
конструктивному исполнению
мера
измерительный преобразователь
измерительный прибор
измерительная установка
измерительная система
9

10. Классификация средств измерения по назначению и конструктивному исполнению

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Классификация средств измерения по назначению и
конструктивному исполнению
Мера – средство измерений, которое воспроизводит в
процессе использования или постоянно хранит величины
одного или более данных родов, с приписанными им
значениями.
Измерительный преобразователь – средство измерений или
его часть, служащее для получения и преобразования
информации об измеряемой величине в форму, удобную
для обработки, хранения, дальнейших преобразований,
индикации или передачи.
10

11. Классификация средств измерения по назначению и конструктивному исполнению

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Классификация средств измерения по назначению и
конструктивному исполнению
Измерительный прибор – средство измерений,
предназначенное для выработки сигнала измерительной
информации в форме, доступной для непосредственного
восприятия.
Измерительная установка – совокупность функционально
объединенных и расположенных в одном месте мер,
измерительных приборов, измерительных
преобразователей и других устройств, предназначенная
для измерений одной или нескольких величин.
11

12. Классификация средств измерения по назначению и конструктивному исполнению

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Классификация средств измерения по назначению и
конструктивному исполнению
Измерительная система – совокупность средств измерений и
других средств измерительной техники, размещенных в
разных точках объекта измерения, функционально
объединенных с целью измерений одной или нескольких
величин, свойственных этому объекту.
12

13. Классификация средств измерения по точности

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Классификация средств измерения по точности
Эталонные СИ – средства измерений наивысшей точности,
предназначенные для хранения, воспроизведения и передачи
физических единиц.
Образцовые СИ – средства измерений высокой точности,
предназначенные для государственных метрологических
испытаний, поверки, калибровки или аттестации рабочих
средств измерений.
Рабочие СИ - средства измерений, предназначенные для
измерений, не связанных с передачей размера единицы
другим средствам измерений
13

14. Метрологические характеристики средств измерений

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Метрологические характеристики средств измерений
Цена деления шкалы — разность значения величины,
соответствующих двум соседним отметкам шкалы
средства измерений
Разрешение средства измерений — наименьшее изменение
измеряемой величины, которое является причиной
заметного изменения соответствующего показания.
14

15. Метрологические характеристики средств измерений

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Метрологические характеристики средств измерений
Диапазон показаний средства измерений — область значений
шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным
значениями шкалы.
Диапазон измерений средства измерений — множество
значений величин одного рода, которые могут быть
измерены данным средством измерений или
измерительной системой с указанными инструментальной
неопределенностью или указанными показателями
точности при определенных условиях.
Чувствительность средства измерений — отношение
изменения показаний средства измерения к вызывающему
его изменению измеряемой величины.
15

16. Погрешность

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Погрешность
Погрешность (результата измерения) – разность
между измеренным значением величины и опорным
значением величины.
X Q
Если опорное значение величины известно, как, например, при калибровке средств
измерений, то известно и значение погрешности измерения. Если в качестве
опорного значения выступает истинное значение величины, то значение
погрешности неизвестно.
16

17. Результат измерения

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Результат измерения
Результат
(измерения
величины)
Опорное
значение
Истинное
значение
(величины)
Принятое
значение
(величины)
Погрешность
(результата
измерения)
Действительное
значение
(величины)
17

18. Результат измерения

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Результат измерения
Результат (измерения величины) – множество
значений величины, приписываемых измеряемой величине
вместе с любой другой доступной и существенной
информацией.
Результат измерения может быть представлен измеренным значением
величины с указанием соответствующего показателя точности.
Измеренное значение (величины) – значение величины,
которое представляет результат измерения.
Для понятия измеренное значение величины используют термины
результат измерения и оценка значения измеряемой величины или просто
оценка измеряемой величины.
18

19. Значение величины

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Значение величины
Опорное значение (величины) – значение величины,
которое используют в качестве основы для сопоставления
со значениями величин того же рода.
Истинное значение (величины) – значение величины,
которое соответствует определению измеряемой
величины.
Истинное значение физической величины – это значение, идеальным образом
отражающее свойство данного объекта как в количественном, так и в качественном
отношении (РМГ 29-99).
19

20. Значение величины

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Значение величины
Принятое значение (величины) – значение величины, по
соглашению приписанное величине для данной цели.
Действительное значение (величины) – значение
величины, полученное экспериментальным путем и
настолько близкое к истинному значению, что в
поставленной измерительной задаче может быть
использовано вместо него.
20

21. Погрешность измерения

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Погрешность измерения
Случайная погрешность (измерения) –
составляющая погрешности измерения, изменяющаяся
случайным образом (по знаку и значению) при
повторных измерениях, проведенных в определенных
условиях.
Систематическая погрешность (измерения) –
составляющая погрешности измерения, остающаяся
постоянной или же закономерно изменяющаяся при
повторных измерениях одной и той же величины.
21

22. Метрологические характеристики средств измерений

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Метрологические характеристики средств измерений
Погрешность средства измерения — разность между
показанием средства измерений и известным опорным
(действительным) значением величины.
Систематическая погрешность измерения —
составляющая погрешности средства измерений,
принимаемая за постоянную или закономерно
изменяющуюся.
Случайная погрешность измерения — составляющая
погрешности средства измерений, изменяющаяся
случайным образом.
22

23. Условия измерения

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Условия измерения
Условия измерения — совокупность влияющих величин,
описывающих состояние окружающей среды и средства
измерений.
Влияющая величина — величина, которая при прямом
измерении не влияет на величину, которую фактически
измеряют, но влияет на соотношение между показанием и
результатом измерения.
(Физическая величина, не измеряемая данным СИ, но оказывающая влияние на его
результаты)
Нормальные условия измерений — условия измерений,
предписанные для оценивания характеристик средства
измерений или измерительной системы или для
сравнения результатов измерений.
23

24. Нормальные условия измерений

Влияющая величина
Значение
Температура для всех видов измерений, ºС (К)
20 (293)
Давление окружающего воздуха для измерения ионизирующих
излучений,
теплофизических,
температурных,
магнитных,
электрических измерений, измерения давления и параметров
движения, кПа (мм рт ст.)
100 (750)
Давление окружающею воздуха для линейных, угловых измерений,
измерения массы, силы света н измерений в других областях, кроме
указанных в п. 2. кПа (мм рт. ст.)
101,3 (760)
Относительная влажность воздуха для линейных, угловых измерений,
измерений массы, измерений в спектроскопии, %
58
Относительная влажность воздуха для измерений температуры, силы,
твердости, переменного электрического тока, ионизирующих
излучений, параметров движения, %
65
Частота питающей сети переменного тока, Гц
Среднеквадратическое
значение
переменного гока, В
напряжения
50±1%
питающей
сети
220±10%
24

25. Область измерений

Тема 1. Измерение. Основные понятия
Область измерений
Область измерений – совокупность измерений величин,
свойственных какой-либо области науки или техники и
выделяющихся своей спецификой.
Вид измерений – часть области измерений, имеющая свои
особенности и отличающаяся однородностью измеряемых
величин.
Пример – в области электрических и магнитных измерений могут быть
выделены как виды измерений: измерения электрического
сопротивления, электродвижущей силы, электрического напряжения,
магнитной индукции и др.
25

26. МИ 2222-92 "Государственная система обеспечения единства измерений. Виды измерений. Классификация"

Тема 1. Измерение. Основные понятия
МИ 2222-92 "Государственная система обеспечения единства
измерений. Виды измерений. Классификация"
• Измерения геометрических величин
• Измерения механических величин
• Измерения параметров потока, расхода, уровня, объема веществ
• Измерения давления, вакуумные измерения
• Измерения физико-химического состава и свойств веществ
• Теплофизические и температурные измерения
• Измерения времени и частоты
• Измерения электрических и магнитных величин, радиотехнические и
радиоэлектронные измерения
• Измерения акустических величин
• Оптико-физические измерения
• Измерения характеристик ионизирующих излучений и ядерных констант
26

27. ФГИС «Аршин»

Тема 1. Измерение. Основные понятия
ФГИС «Аршин»
ФГИС «Аршин» - это Федеральный информационный фонд по обеспечению
единства измерений.
https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry
ФГИС «Аршин» - источник официальной информации об утвержденных типах
средств измерений.
Государственный реестр средств измерений предназначен для регистрации:
• средств измерений, типы которых утверждены Росстандартом;
• свидетельств об утверждении типа средств измерений;
• единичных экземпляров средств измерений, типы которых утверждены
Росстандартом;
• Государственных центров испытаний (ГЦИ) СИ, аккредитованных
Росстандартом.
27