1 лекция

1.

Лекция №1 по дисциплине:
«Метрология средств измерений»
1. Основные термины и понятия в области
метрологии.
2. Виды измерений.

2.

1. Основные термины и понятия в области метрологии
Метрология — это наука об измерении, методах и средствах
обеспечения единства измерений и способах достижения необходимой
точности.
Физическая величина — одно из свойств физического объекта (явления,
процесса), общее в качественном отношении для многих физических
объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого
из них.
Истинное значение физической величины – значение физической
величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и
количественном отношении соответствующую физическую величину.
Действительное значение физической величины – значение физической
величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к
истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может
быть использовано вместо него.

3.

Измерение — совокупность операций для определения отношения
одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой
за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений).
Шкала измерений (шкала) — это упорядоченная совокупность значений
физической величины, которая служит основой для ее измерения.
Шкала наименований отражает качественные свойства. Элементы
шкалы характеризуются соотношением качественных проявлений
свойств, например, соотношением цвета.
Шкала классификации цвета (атлас цветов).
Каждый цвет пронумерован.
Соотношения «больше - меньше» нет.

4.

Шкала порядка позволяет установить факт равенства или неравенства
измеряемых объектов и определить характер неравенства («больше—
меньше», «лучше—хуже» и т.п.).
Примеры:
-балльные оценки успеваемости (неудовлетворительно,
удовлетворительно, хорошо, отлично);
-шкалы чисел твердости тел;
-шкалы баллов землетрясений, ветра и др.
В шкале нет возможности ввести
единицы измерения.
Может отсутствовать
нулевой элемент.

5.

Шкала разностей (интервалов) позволяет соотносить эквивалентность и
порядок свойств, а также суммировать интервалы (разности) между
количественными проявлениями свойств.
Пример:
-шкалы температур по Цельсию, Фаренгейту, Кельвину.
Имеет условные (принятые по соглашению) единицы измерений и нули,
опирающиеся на какие-либо реперные точки.
Дает ответ на вопрос «на сколько больше»,
но не позволяют утверждать, что одно
значение измеренной величины «во
столько-то раз больше или меньше».

6.

Шкала отношений – характеризует соотношение эквивалентности,
порядка, пропорциональности свойств.
Наличие нуля и единицы измерений.
Применимость понятия «размерность».
Допустимость масштабных преобразований.
Реализация посредством эталонов.
Измерение какой-либо величины сводится к экспериментальному
определению отношения этой величины к другой подобной, принятой за
единицу.
Пример:
-измерение длины, массы и пр.
Абсолютная шкала – шкала отношений, для которой существует
однозначное определение единиц измерений (например, %).

7.

2. Виды измерений
По характеру точности:
1. Равноточные – ряд измерений физической величины, выполненных
одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех же
условиях.
2. Неравноточные – ряд измерений, выполненных различными по
точности средствами измерений и (или) в разных условиях.
По числу измерений в ряду измерений:
1. Однократное измерение.
2. Многократное измерение – ряд однократных измерений.
По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений:
1. Статические – измеряемая величина остается постоянной во времени,
например, измерения размеров объектов, постоянной температуры и
т.д.
2. Динамические – измеряемая величина постоянно изменяется во
времени, например, пульсирующие давления, вибрация и т. д.

8.

По способу получения результатов:
1. Прямые – измерения, при которых искомое значение физической
величины получают непосредственно из опытных данных (например,
измерения размеров тел линейкой, массы – при помощи весов).
2. Косвенные – измерения, при которых искомое значение величины
находят на основании известной зависимости между этой величиной и
величинами, подвергаемыми прямым измерениям (например,
измерение мощности электрической цепи).
3. Совокупные измерения – проводимые одновременно измерения
нескольких одноименных величин, при которых искомое значение
величин определяется путем решения системы уравнений, получаемых
при измерениях различных сочетаний этих величин (например,
определение масс нескольких грузов).
4. Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух
или нескольких неодноименных величин для определения зависимости
между ними (измерение приращения длины образца в зависимости от
изменений его температуры позволяет определить коэффициент
линейного расширения).

9.

По способу выражения результатов измерений:
1. Абсолютные основаны на прямых измерениях одной или нескольких
основных величин или на использовании физических констант
(определение длины в метрах, силы электрического тока в амперах и
др.).
2. Относительные – измерения отношения величины к одноименной,
играющей роль единицы, или величины по отношению к одноименной,
принимаемой за исходную (измерение относительной влажности
воздуха, определяемой как отношение количества водяных паров в 1м3
воздуха к количеству водяных паров, которое насыщает 1м3 воздуха при
данной температуре).

10.

По условиям, определяющим точность результата:
1 – измерения максимально возможной точности, достижимой при
существующем уровне техники (эталонные измерения, связанные с
максимально возможной точностью воспроизведения единиц
физических величин); измерения физических констант, прежде всего
универсальных, например, абсолютного значения ускорения свободного
падения;
2 – контрольно-поверочные измерения, погрешность которых не
должна превышать заданного значения (измерения, выполняемые
государственными метрологическими центрами, поверочными и
калибровочными лабораториями предприятий);
3 – технические измерения, в которых погрешность результата
определяется характеристиками средств и методик измерений
(измерения, выполняемые в процессе производства на предприятиях
различных отраслей промышленности).

11.

Ответьте на вопросы:
1. В чем отличие истинного и действительного значений
физической величины?
2. К какой категории шкал относится температурная
шкала Цельсия?
3. К какому типу измерений относится измерение
мощности с помощью амперметра и вольтметра?
4. Как называют измерение технологических параметров
производственного процесса?