Kdy je potřeba metrologie? Metrologie. Základní metody měření

Metrologické úkoly. Metrologie- jedná se o nauku o měření, metodách a prostředcích zajišťujících jejich jednotu a způsobech dosažení dané přesnosti

Měření v moderní společnosti Hrát důležitou roli. Slouží nejen základ vědeckých a technických poznatků, ale mají prvořadý význam pro účtování materiálových zdrojů a plánování, pro vnitřní a zahraniční obchod, pro zajištění kvality produkty, zaměnitelnost komponenty a díly a technologická vylepšení, pro bezpečnostní práce a jiné druhy lidské činnosti.

Metrologie má velký význam pro pokrok přírodních a technických věd, od r zlepšená přesnost měření- jeden z prostředky pro zlepšení způsoby poznání přírodyčlověk, objevy a praktická aplikace exaktních poznatků.

Zajistit vědecký a technologický pokrok, metrologie by měla být ve svém rozvoji před ostatními oblastmi vědy a techniky, protože u každého z nich jsou přesná měření jedním z hlavních způsobů, jak je zlepšit.

Hlavní úkoly metrologie v souladu s doporučeními pro mezinárodní normalizaci (RMG 29-99) jsou:

- nastavovací jednotky fyzikální veličiny (PV), státní etalony a vzorové měřicí přístroje (SI).

- vývoj teorie, metody a prostředky měření a regulace;

- jednota Měření;

- vývoj metod hodnocení chyby, stav měřicích a kontrolních přístrojů;

- vývoj přenosových metod jednotky od etalonů nebo vzorových měřidel až po pracovní měřidla.

Stručná historie vývoje metrologie. Potřeba měření vznikla již dávno, na úsvitu civilizace kolem roku 6000 před naším letopočtem

První dokumenty z Mezopotámie a Egypta naznačují, že systém měření délky byl založen na chodidlo, rovných 300 mm (při stavbě jehlanů). V Římě byla stopa 297,1734 mm; v Anglii - 304, 799978 mm.

Staří Babyloňané založili rok, Měsíc, hodina. Následně 1/86 400 střední otáčky Země kolem své osy ( dní) byl pojmenován druhý.

V Babylonu ve II století před naším letopočtem. čas byl měřen v doly. Mina se rovnala časovému úseku (přibližně dvěma astronomickým hodinám). Pak se důl zmenšil a stal se nám známým minuta.

Mnoho opatření bylo antropometrického původu. Takže v Kyjevské Rusi byl používán v každodenním životě vershok, loket, sáh.

Nejvýznamnějším metrologickým dokumentem v Rusku je Dvinská listina Ivana Hrozného (1550). Upravuje pravidla pro ukládání a přenos velikosti nové míry sypkých látek - chobotnice(104,95 l).

Metrologická reforma Petra I. v Rusku umožnila použití anglických opatření, která byla zvláště rozšířena v námořnictvu a stavbě lodí: palce(2,54 cm) a chodidla(12 palců).

V roce 1736 byla rozhodnutím Senátu vytvořena Komise pro míry a váhy.

Myšlenka vybudovat systém měření na desetinném základě patří francouzskému astronomovi G. Moutonou který žil v 17. století.

Později bylo navrženo vzít jako jednotku délky jednu čtyřicetimiliontinu zemského poledníku. Na základě jedné jednotky - metrů- byl postaven celý systém, tzv metrický.

V Rusku v roce 1835 dekret „o systému ruských mír a vah“ schválil standardy délky a hmotnosti - platinový sáh a platinová libra.

V roce 1875 přijalo 17 států včetně Ruska metrologické konvence „zajistit jednotu a zlepšení metrického systému“ a bylo rozhodnuto zřídit Mezinárodní úřad pro váhy a míry ( BIPM), která se nachází ve městě Sèvres (Francie).

Ve stejném roce Rusko obdrželo platinu-iridium masové normy #12 a #26 a standardy jednotky délky #11 a #28.

V roce 1892, D.I. byl jmenován manažerem Depa. Mendělejev, kterou v roce 1893 přeměňuje na Hlavní komoru vah a mír - jeden z prvních na světě výzkumné instituce metrologický typ.

Velikost Mendělejeva jako metrologa se projevil tím, že si jako první plně uvědomil přímou souvislost mezi stavem metrologie a úrovní rozvoje vědy a průmyslu. " Věda začíná ...od té doby, co začali měřit... Přesná věda je nemyslitelná bez měření “, – řekl slavný ruský vědec.

Metrický systém v Rusku byl zaveden v roce 1918 výnosem Rady lidových komisařů „O zavedení mezinárodního metrického systému měr a vah“.

V 1956 mezivládní zřízení úmluvy Mezinárodní organizace legální metrologie ( OIML), který rozvíjí obecnou problematiku legální metrologie (třídy přesnosti, SI, terminologie legální metrologie, certifikace SI).

Vytvořeno v 1954 d. Výbor pro standardy měr a měřidel při Radě ministrů SSSR, po transformacích, se stává Výbor Ruské federace pro normalizaci - Gosstandart Ruska .

V souvislosti s přijetím federálního zákona „o technickém předpisu“ v 2002 a reorganizace výkonných orgánů v 2004 Gosstandart se stal Federální agentura pro technickou regulacia metrologie(aktuálně zkráceno Rosstandart).

Rozvoj přírodních věd vedl ke vzniku stále nových a nových měřicích přístrojů a ty zase podnítily rozvoj věd, stává stále mocnějším výzkumným nástrojem.

Moderní metrologie - to není jen nauka o měření, ale i odpovídající činnost, která zahrnuje studium fyzikálních veličin (PV), jejich reprodukci a přenos, používání etalonů, základní principy pro tvorbu prostředků a metod měření, hodnocení jejich chyb, metrologická kontrola a dozor.

Metrologie je založena na dva základní postuláty (A a b):

A) skutečnou hodnotu stanovené veličiny existuje a je to neustále ;

b) skutečnou hodnotu měřené veličiny nemožné najít .

Z toho vyplývá, že výsledek měření souvisí s měřenou veličinou matematická závislost (pravděpodobnostní závislost).

skutečnou hodnotu F V nazývaná hodnota PV, která ideálně kvalitativně a kvantitativně charakterizuje odpovídající fyzikální veličinu (PV).

Skutečná hodnota PV - Hodnota PV získaná experimentálně a natolik blízká skutečné hodnotě, že ji lze v dané úloze měření použít místo ní.

Pro skutečnou hodnotu množství vždy můžete specifikovat hranice víceméně úzké zóny, ve které se s danou pravděpodobností nachází skutečná hodnota PV.

Kvantitativní a kvalitativní projevy hmotného světa

Jakýkoli předmět světa kolem nás se vyznačuje svými specifickými vlastnostmi.

Vlastnost je ve svém jádru kategorie kvalitní . Stejná vlastnost může být nalezený v mnoha objekty nebo být jen pro některé z nich . Například všechna hmotná tělesa mají hmotnost, teplotu nebo hustotu, ale pouze některá z nich mají krystalickou strukturu.

Proto každá z vlastností fyzických objektů především musí být objeveno , následně popsán a klasifikován a teprve poté je možné přistoupit k jeho kvantitativnímu studiu.

Hodnota- kvantitativní charakteristiky dimenzí jevů, znaků, ukazatelů jejich korelace, stupně změny, vztahu.

Hodnota neexistuje sama o sobě, ale existuje pouze potud, pokud existuje objekt s vlastnostmi vyjádřenými touto hodnotou.

Různé veličiny lze rozdělit na ideální a reálné veličiny.

Ideální hodnota - je zobecnění (model) subjektivní konkrétní reálné pojmy a patří především do oblasti matematiky. Počítají se různými způsoby.

Skutečné hodnoty odrážejí skutečné kvantitativní vlastnosti procesů a fyzických těl. Ty se zase dělí na fyzický a nefyzické množství.

Fyzické množství (PV) lze definovat jako hodnotu vlastní nějaké hmotné předměty(procesy, jevy, materiály) studované v přírodních (fyzika, chemie) a různých technických vědách.

Na nefyzické odkazovat na vlastní hodnoty společenské vědy - filozofie, kultura, ekonomika atd.

Pro nefyzické měrná jednotka nemůže být v zásadě zaveden. Mohou být hodnoceny pomocí odborných posudků, bodovacího systému, sady testů atd. nefyzické hodnoty, při jejichž hodnocení je nevyhnutelný vliv subjektivního faktoru, stejně jako ideální hodnoty, neplatí do oboru metrologie.

Fyzikální veličiny

Fyzické množství - jedna z vlastností fyzického předmětu (fyzický systém, jev nebo proces), obecně v kvalitě respekt k mnoha fyzickým objektům, ale kvantitativně pro každého individuální z nich.

Energie (aktivní) FV - veličiny, které k měření nevyžadují aplikaci energie zvenčí. Například tlak, elektrické napětí, síla.

Nemovitý (pasivní) FVE - veličiny, které vyžadují aplikaci energie zvenčí. Například hmotnost, elektrický odpor.

Individualita z kvantitativního hlediska rozumět V tom smyslu, že vlastnictví může být pro jeden objekt v určitém počtu časů více než pro druhého.

kvalitní strana pojmu "fyzické množství" definuje « rod » množství, například hmotnost jako obecná vlastnost fyzických těl.

kvantitativní strana - oni" velikost » (hodnota hmotnosti konkrétního fyzického těla).

Rod PV - kvalitativní jistota hodnoty. Konstantní a proměnná rychlost jsou tedy homogenní veličiny a rychlost a délka jsou nestejnoměrné veličiny.

Velikost PV - kvantitativní jistota vlastní konkrétnímu hmotnému objektu, systému, jevu nebo procesu.

hodnota PV - vyjádření velikosti PV ve formě určitého počtu pro něj akceptovaných měrných jednotek.

Ovlivňování fyzikální veličiny- PV, která ovlivňuje velikost měřené hodnoty a (nebo) výsledek měření.

Rozměr PV - výraz ve formě mocninového monomiálu, složený ze součinů symbolů hlavního PV v různé míře a odrážející vztah dané hodnoty k PV, braný v této soustavě veličin jako hlavní s úměrností. koeficient rovný 1.

dim x = L l M m T t.

Konstantní fyzikální veličina - PV, jehož velikost lze podle podmínek úlohy měření považovat za nezměněnou po dobu přesahující dobu měření.

Rozměrové PV - PV, v jehož rozměru je alespoň jeden z hlavních PV zvýšen na výkon, který se nerovná 0. Například síla F v systému LMTIθNJ je rozměrová hodnota: dim F = LMT -2 .

V měření provést srovnání neznámá velikost se známou velikostí branou jako jednotka.

Vztahová rovnice mezi veličinami - rovnice , odrážející vztah mezi veličinami, vzhledem k přírodním zákonům, ve kterých jsou písmena chápána jako PV. Například rovnice proti =l / t odráží existující závislost konstantní rychlosti v na délce dráhy l a čas t.

Vztahová rovnice mezi veličinami v konkrétním problému měření se nazývá rovnice Měření.

Aditivní PV - hodnota, jejíž různé hodnoty lze sečíst, vynásobit číselným koeficientem, vydělit navzájem.

Tomu se věří přísada (nebo extenzivní) fyzikální veličina měřeno po částech , navíc je lze přesně reprodukovat pomocí vícehodnotové míry založené na součtu velikostí jednotlivých mír. Například aditivní fyzikální veličiny zahrnují délku, čas, proudovou sílu atd.

V měření různé PV, které charakterizují vlastnosti látek, předmětů, jevů a procesů, projevují se některé vlastnosti pouze kvalitativně , ostatní - kvantitativně .

Rozměry FV jako měřeno , a hodnoceno pomocí vah, tzn. kvantitativní nebo kvalitativní projevy jakékoli vlastnosti se promítají do sestav, které tvoří PV stupnice.

Praktický implementace měřící váhy se provádí pomocí standardizace měrné jednotky, samotné váhy a podmínky pro jejich jednoznačnou aplikaci.

Jednotky fyzikálních veličin

PV jednotka - PV pevné velikosti, které je podmíněně přiřazena číselná hodnota rovna 1 a používá se ke kvantifikaci homogenních fyzikálních veličin.

Číselná hodnota PV q - abstraktní číslo zahrnuté v hodnotě veličiny nebo abstraktní číslo vyjadřující poměr hodnoty veličiny k jednotce této PV k ní přijaté. Například 10 kg je hodnota hmotnosti a číslo 10 je číselná hodnota.

FV systém - soubor PV vytvořený v souladu s přijatými principy, kdy některé veličiny jsou brány jako nezávislé, zatímco jiné jsou definovány jako funkce nezávislých veličin.

Systém PV jednotek - soubor základních a odvozených PV, vytvořených v souladu se zásadami pro danou soustavu PV.

Hlavní PV - PV zařazené do soustavy veličin a podmíněně akceptované jako nezávislé na ostatních veličinách této soustavy.

PV derivát - PV zahrnutá do soustavy veličin a určená prostřednictvím hlavních veličin této soustavy.

Mezinárodní soustava jednotek (systém SI) v Rusku byl představen 1. ledna 1982. Podle GOST8. 417 - 81, v současné době platí GOST8. 417 - 2002 (tabulky 1-3).

Hlavní zásada tvorba systému - princip soudržnost kdy odvozené jednotky lze získat pomocí konstitutivních rovnic s číselnými koeficienty rovnými 1.

Tabulka 1 - Základní veličiny a jednotky SI

Základní PV SI systémy:

- Metr je délka dráhy, kterou urazí světlo ve vakuu v časovém intervalu 1/299792458 s;

- kilogram (kilogram) rovná hmotnosti mezinárodního prototypu kilogramu (BIPM, Sèvres, Francie);

- druhý existuje čas rovný 9192631770 periodám záření odpovídající přechodu mezi dvěma hyperjemnými úrovněmi základního stavu atomu cesia-133;

- ampér je síla neměnného proudu, který by při průchodu dvěma rovnoběžnými přímočarými vodiči nekonečné délky a zanedbatelné kruhové plochy průřezu, umístěnými ve vakuu ve vzdálenosti 1 m od sebe, vyvolal interakční sílu rovnou 2 10 - 7 N (newton);

- kelvin je jednotka termodynamické teploty rovna 1/273,16 termodynamické teploty trojného bodu vody.

Teplota trojného bodu vody je teplota rovnovážného bodu vody v pevné (led), kapalné a plynné (páry) fázi 0,01 K nebo 0,01 °C nad bodem tání ledu;

- krtek je látkové množství soustavy obsahující tolik strukturních prvků, kolik je atomů v uhlíku - 12 o hmotnosti 0,012 kg;

- kandela je svítivost v daném směru zdroje vyzařujícího monochromatické záření o frekvenci 540 10 12 Hz, jehož intenzita světelné energie je v tomto směru 1/683 W/sr (sr je steradián).

Radian - úhel mezi dvěma poloměry kružnice, přičemž délka oblouku mezi nimiž se rovná tomuto poloměru.

Steradián - plný úhel s vrcholem ve středu koule, vyřezávající na svém povrchu plochu rovnou ploše čtverce se stranou rovnou poloměru koule.

Jednotka FV systému - FV jednotka zařazená do akceptované soustavy jednotek. Základní, odvozené, vícenásobné a dílčí jednotky SI jsou systémové, například 1 m; 1 m/s; 1 km.

Mimosystémová jednotka FV - FV jednotka, která není zahrnuta v akceptovaném systému jednotek, například plný úhel (360° otočení), hodina (3600 s), palec (25,4 mm) a další.

Logaritmická PV se používá k vyjádření akustického tlaku, zesílení, útlumu atd.

Jednotka logaritmické PV- bílá (B):

Energetická množství 1B \u003d lg (P 2 /P 1) při P 2 \u003d 10P 1;

Silové veličiny 1B = 2 lg(F 2 /F 1) při F 2 =.

Podélná jednotka z bílé - decibel (d B): 1 d B = 0,1 B.

Byly široce používány relativní PV - bezrozměrný vztah

dvě PV se stejným názvem. Vyjadřují se v procentech a bezrozměrných jednotkách.

Jeden z nejdůležitějších ukazatelů moderní digitální měřicí technika je kvantita (objem) informací bit a byte (B). 1 bajt = 2 3 = 8 bitů.

Tabulka 2 - Jednotky množství informací

Používají se předpony SI: 1KB = 1024 bajtů, 1MB = 1024KB, 1GB = 1024MB atd. V tomto případě začíná označení kB velkým (velkým) písmenem, na rozdíl od malého písmene „k“ pro označení faktoru 10 3 .

Historicky se vyvinula taková situace, že u názvu „byte“ je nesprávné (místo 1000 = 10 3 je akceptováno 1024 = 2 10) používají předpony SI: 1KB = 1024 bajtů, 1 MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB atd. V tomto případě začíná označení kB velkým (velkým) písmenem, na rozdíl od malého písmene „k“ pro označení faktoru 10 3 .

Některé jednotky SI na počest vědců byly přiděleny zvláštní názvy, jejichž označení se píší s velkým (velkým) písmenem, např. ampér - A, pascal - Pa, newton - N. Tento způsob psaní označení těchto jednotek je zachován i v označení ostatních jednotek. odvozené jednotky SI.

Násobky a podnásobky FV jednotky se používají s násobiteli a prefixy

Vícenásobné a vícenásobné jednotky SI nejsou koherentní.

Násobky jednotky FV - jednotka PV, celé číslo, kolikrát je větší než systémová nebo nesystémová jednotka. Například jednotkou výkonu jsou megawatty (1 MW = 10 6 W).

Dolnaja PV jednotka - jednotka PV, celé číslo, kolikrát je menší než systémová nebo nesystémová jednotka. Například jednotka času 1 µs = 10 -6 s je zlomek sekundy.

Názvy a symboly desetinných násobků a podnásobků soustavy SI se tvoří pomocí určitých násobičů a předpon (tabulka 4).

Násobky a podnásobky systémových jednotek nejsou zahrnuty do koherentních systém FV jednotek.

Koherentní odvozená jednotka PV - odvozená jednotka PV spojená s ostatními jednotkami soustavy jednotek rovnicí, ve které číselný koeficient se rovná 1 .

Koherentní systém FV jednotek - soustava FV jednotek, skládající se ze základních jednotek a koherentních odvozených jednotek.

Předpony "gecto", "deci", "deca", "santi" by se měly používat, pokud je použití jiných předpon nepohodlné.

Připojení dvou nebo více předpon za sebou k názvu jednotky je nepřijatelné. Místo mikromikrofarad by se například mělo psát pikofarad.

Vzhledem k tomu, že název základní jednotky "kilogram" obsahuje předponu "kilo", podnásobná jednotka "gram" se používá k vytvoření násobků a dílčích násobků hmotnosti, například miligramů (mg) namísto mikrokilogramů (mkg) .

Zlomková jednotka hmotnosti „gram“ se používá bez připojení předpony.

Vícenásobné a vícenásobné jednotky PV se zapisují společně s názvem jednotky SI, například kilonewton (kN), nanosekunda (ns).

Některé jednotky SI dostávají zvláštní jména na počest vědců, jejichž označení jsou psána velkým (velkým) písmenem, například ampér - A, ohm - Ohm, newton - N.

Tabulka 3 - Odvozené jednotky SI se speciálními názvy a symboly

Tento pravopis označení těchto jednotek je zachován v označení dalších odvozených jednotek SI a v dalších případech.

Pravidla pro zápis veličin v jednotkách SI

Hodnota veličiny se zapisuje jako součin čísla a měrné jednotky, přičemž číslo vynásobené měrnou jednotkou je číselnou hodnotou hodnoty této jednotky.

Tabulka 4 - Násobiče a předpony desetinných násobků a dílčích násobků jednotek SI

Vždy mezi číslem a jednotkou nechat jednu mezeru , například proud I = 2 A.

U bezrozměrných veličin, ve kterých je měrnou jednotkou "jednotka", je zvykem měrnou jednotku vynechávat.

Číselná hodnota PV závisí na volbě jednotky. Stejná hodnota PV může mít různé hodnoty v závislosti na zvolených jednotkách, například rychlost vozidla v = 50 m/s = 180 km/h; vlnová délka jednoho ze žlutých sodíkových pásů λ = 5,896 10 -7 m = 589,6 nm.

PV Typ matematických symbolů kurzívou (kurzívou), většinou se jedná o samostatná malá nebo velká písmena latinské či řecké abecedy a pomocí dolního indexu lze doplnit informaci o hodnotě.

Označení jednotek v textu, napsané libovolným fontem, by mělo být vytištěno Přímo (bez sklonu) písmo . Jsou to matematické jednotky, nikoli zkratka.

Nikdy po nich nenásleduje tečka (kromě případů, kdy dokončují větu), nemají koncovky v množném čísle.

Chcete-li oddělit desetinnou část od celku směřovat (v dokumentech v angličtině jazyk – týká se především USA a Anglie) popř čárka (v mnoha evropských a dalších jazycích, vč. Ruská Federace ).

Pro usnadňuje čtení čísel s více číslicemi lze tyto číslice sloučit do skupin po třech jak před desetinnou čárkou, tak za desetinnou čárkou, například 10 000 000.

Při psaní označení odvozených jednotek se uvádějí označení jednotek zahrnutých v odvozeninách, oddělené tečkami na střední čáře , například N m (newton - metr), N s / m 2 (newton - sekunda na metr čtvereční).

Nejběžnější vyjádření je ve formě součinu označení jednotek zvýšených na příslušnou mocninu, například m 2 ·s -1.

Při pojmenování odpovídajícím součinu jednotek s více nebo více předponami se doporučuje předpona připojit k názvu první jednotky součástí práce. Například 10 3 N·m by mělo být označováno jako kN·m, nikoli N·km.

Koncept kontroly a testování

Některé pojmy související s definicí „měření“

Princip měření - fyzikální jev nebo efekt, který je základem měření (mechanický, opticko-mechanický, Dopplerův jev pro měření rychlosti předmětu).

Technika měření (MP) - zavedený soubor operací a pravidel v měření, jehož provedení poskytuje výsledky se zaručenou přesností v souladu s přijatou metodou.

MVI je obvykle regulováno NTD, například certifikace MVI. MVI je v podstatě měřicí algoritmus.

Pozorování měření - operace prováděná během měření a zaměřená na včasné a správné počítání výsledku pozorování - výsledek je vždy náhodný a je jednou z hodnot měřené veličiny, která se má společně zpracovat pro získání výsledku měření.

Odpočítávání - stanovení hodnoty množství nebo čísla indikačním zařízením SI v daném časovém okamžiku.

Například hodnota 4,52 mm pevně stanovená v určitém okamžiku na stupnici hlavice měřicího indikátoru je v daném okamžiku odečtenou hodnotou.

Informativní parametr vstupního signálu SI - parametr vstupního signálu, funkčně spojený s měřenou PV a sloužící k přenosu její hodnoty nebo je samotnou měřenou hodnotou.

Informace o měření - informace o hodnotách PV. Často jsou před měřením známy informace o předmětu měření, které jsou nejdůležitějším faktorem při určování účinnosti měření. Tato informace o měřeném objektu se nazývá apriorní informace .

měřící úkol - úloha spočívající ve stanovení hodnoty PV jejím měřením s požadovanou přesností za daných podmínek měření.

Objekt měření - těleso (fyzický systém, proces, jev), které se vyznačují jedním nebo více PV.

Například součást, jejíž délka a průměr se měří; technologický proces, při kterém se měří teplota.

Matematický model objektu - soubor matematických symbolů a vztahů mezi nimi, který přiměřeně popisuje vlastnosti měřeného objektu.

Při konstrukci teoretických modelů je nevyhnutelné zavedení jakýchkoli omezení, předpokladů a hypotéz.

Vzniká tedy problém posouzení spolehlivosti (přiměřenosti) získaného modelu k reálnému procesu nebo objektu. Za tímto účelem se v případě potřeby provádí experimentální ověření vyvinutých teoretických modelů.

Algoritmus měření - přesný předpis na pořadí operací, které zajišťují měření PV.

Oblast měření- soubor FV měření vlastní jakékoli oblasti vědy nebo techniky a vyznačuje se svými specifiky (mechanickými, elektrickými, akustickými atd.).

Nekorigovaný výsledek měření - hodnota veličiny získané během měření před zavedením změn do něj, s přihlédnutím k systematickým chybám.

Opravený výsledek měření - hodnota veličiny získaná při měření a zpřesněná zavedením nezbytných korekcí pro vliv systematických chyb.

Konvergence výsledků měření - vzájemná blízkost výsledků měření stejné veličiny, prováděných opakovaně stejnými měřicími přístroji, stejnou metodou za stejných podmínek a se stejnou péčí.

Spolu s pojmem „konvergence“ se v tuzemských dokumentech používá termín „opakovatelnost“. Konvergenci výsledků měření lze kvantitativně vyjádřit pomocí jejich rozptylových charakteristik.

Reprodukovatelnost výsledků měření - blízkost výsledků měření stejné veličiny, získaných na různých místech, různými metodami, různými prostředky, různými operátory, v různých časech, ale prováděných za stejných podmínek měření (teplota, tlak, vlhkost atd. .).

Reprodukovatelnost výsledků měření může být kvantifikována z hlediska jejich rozptylových charakteristik.

Kvalita měření - soubor vlastností, které určují příjem výsledků měření s požadovanými charakteristikami přesnosti, v požadované formě a včas.

Spolehlivost měření je určeno stupněm spolehlivosti výsledku měření a je charakterizováno pravděpodobností, že skutečná hodnota měřené veličiny je ve stanovených mezích nebo ve stanoveném rozsahu hodnot veličiny.

Řada výsledků měření - hodnoty stejné veličiny, postupně získané z po sobě jdoucích měření.

Vážený průměr hodnoty - průměrná hodnota veličiny ze série nestejných měření, určená s přihlédnutím k hmotnosti každého jednotlivého měření.

Vážený průměr se také nazývá vážený průměr.

Hmotnost výsledku měření (hmotnost měření) - kladné číslo (p), které slouží jako hodnocení spolehlivosti jednoho nebo druhého jednotlivého výsledku měření, které je zahrnuto do řady nestejných měření.

Pro usnadnění výpočtu je výsledku obvykle přiřazena váha (p = 1) s větší chybou a zbývající váhy jsou nalezeny ve vztahu k této „jednotkové“ hmotnosti.

Měření - zjištění hodnoty FV empiricky pomocí speciálních technických prostředků.

Měření zahrnuje sadu operací o použití technických prostředků, které uchovávají jednotku PV, poskytující poměr naměřené hodnoty s její jednotkou a získávání hodnoty této hodnoty.

Příklady: v nejjednodušším případě při použití pravítka na jakoukoli část ve skutečnosti porovnáme její velikost s jednotkou uloženou pravítkem a po sčítání získáme hodnotu hodnoty (délka, výška); pomocí digitálního zařízení porovnejte velikosti

PV, převedená na digitální hodnotu, s jednotkou uloženou v zařízení, a počítání se provádí na digitálním displeji zařízení.

Pojem "měření" odráží následující vlastnosti (A- d):

A) výše uvedená definice pojmu „měření“ splňuje obecnou rovnici měření, tzn. zohledňuje technickou stránku(soubor operací), odhalil metrologickou podstatu(porovnání naměřené hodnoty a její jednotky) a ukazuje výsledek operací(získání hodnoty veličiny);

b) je možné měřit charakteristiky vlastností skutečné předměty hmotný svět;

v) proces měření - experimentální proces (nelze změřit teoreticky ani výpočtem);

G) pro měření je povinné používat technický SI, který ukládá jednotku měření;

d) jako výsledek měření Hodnota PV je akceptována (vyjádření PV ve formě určitého počtu jednotek za něj přijatých).

Od pojmu "měření" přichází termín "měřit" která se v praxi hojně využívá.

Výraz by se neměl používat„měření hodnoty“, protože hodnota veličiny je již výsledkem měření.

Metrologická podstata měření se redukuje na základní rovnici měření (základní rovnice metrologie):

kde A je hodnota naměřené PV;

A about - hodnota hodnoty odebrané pro vzorek;

k je poměr naměřené hodnoty ke vzorku.

Jakékoli měření tedy spočívá v porovnání, prostřednictvím fyzikálního experimentu, naměřené PV s nějakou její hodnotou, branou jako srovnávací jednotku, tzn. opatření .

Tvar základní metrologické rovnice je nejvhodnější, pokud je hodnota zvolená pro vzorek rovna jedné. Parametr k je v tomto případě číselná hodnota měřené veličiny v závislosti na přijaté metodě měření a jednotce měření.

Měření zahrnují pozorování.

Pozorování při pozorování - experimentální operace prováděná během procesu měření, v jejímž důsledku se získá jedna hodnota ze sady hodnot veličiny, které podléhají společnému zpracování za účelem získání výsledku měření.

Je třeba rozlišovat mezi pojmy měření», « řízení», « soud" a " diagnostikování»

Měření - zjištění hodnoty fyzikální veličiny empiricky pomocí speciálních technických prostředků.

Měření může být jak součástí přechodné transformace v procesu řízení, tak i konečnou fází získávání informací během testování.

Technická kontrola- je proces zjišťování shody se stanovenými normami nebo požadavky na hodnotu parametrů výrobku nebo procesu.

Při kontrole je zjištěn soulad či nesoulad skutečných údajů s požadovanými a přijato vhodné logické rozhodnutí o předmětu kontroly - “ go-den "nebo" nevhodný ».

Ovládání se skládá z několika základních akcí:

Měření konverze kontrolované hodnoty;

Ovládání operací přehrávání nastavení;

Srovnávací operace;

Stanovení výsledku kontroly.

Uvedené operace jsou v mnoha ohledech podobné operacím měření, avšak postupy měření a kontroly jsou do značné míry podobné lišit:

- výsledek ovládání je kvalitní charakteristika a měření - kvantitativní;

- řízení prováděny zpravidla v rámci relativně malý počet možných stavů a ​​měření - v širokém rozsahu hodnot měřené hodnoty;

Hlavní charakteristika kvality postupu řízení je pravost , a postupy měření - přesnost.

test nazývané experimentální stanovení kvantitativních a (nebo) kvalitativních charakteristik vlastností zkušebního objektu v důsledku vlivů na něj během jeho provozu, jakož i při modelování objektu a (a) nárazu.

Experimentální stanovení při testování uvedených charakteristik se provádí pomocí měření, řízení, vyhodnocování a vytváření odpovídajících efektů.

Hlavní rysy testy jsou:

- cvičení požadované (skutečné nebo simulované) zkušební podmínky (režimy provozu zkoušeného objektu a (nebo) kombinace ovlivňujících faktorů);

- Přijetí na základě výsledků zkoušek rozhodnutí o její vhodnosti či nevhodnosti, předložení k dalším zkouškám apod.

Indikátory kvality testu jsou nejistota(přesnost), opakovatelnost a reprodukovatelnost Výsledek.

Diagnóza - proces rozpoznávání stavu prvků technického předmětu v daném čase. Na základě výsledků diagnostiky je možné předvídat stav prvků technického objektu pro další provoz.

Je nutné provádět měření za účelem kontroly, diagnostiky nebo testování návrh měření, při které se provádějí tyto práce:

- analýza úlohy měření s objasněním možných zdrojů chyb;

- výběr ukazatelů přesnosti Měření;

- výběr počtu měření, metody a měřicí přístroje (SI);

- formulace výchozích dat vypočítat chyby;

- výpočet jednotlivé komponenty a celkově chyby;

- výpočet ukazatelů přesnosti a jejich porovnání s vybranými ukazateli.

Všechny tyto otázky odrážet v postupu měření ( MVI ).

Klasifikace měření

Typ měření - část oblasti měření, která má svou charakteristiku a vyznačuje se rovnoměrností naměřených hodnot.

Měření jsou velmi různorodá, což se vysvětluje množstvím měřených veličin, různou povahou jejich změny v čase, různými požadavky na přesnost měření atd.

V tomto ohledu jsou měření klasifikována podle různých kritérií (obrázek 1).

Ekvivalentní měření - série měření libovolné hodnoty provedená několika měřicími přístroji stejné přesnosti za stejných podmínek se stejnou péčí.

Nestejné míry - série měření nějaké veličiny, prováděná měřicími přístroji, které se liší přesností a (nebo) za různých podmínek.

Jedno měření - měření provedeno jednou. V praxi se v mnoha případech pro výrobní procesy provádějí jednorázová měření, například hodin.

Vícenásobná měření - měření stejné velikosti FI, jehož výsledek je získán z několika po sobě jdoucích měření, tj. sestávajících z řady jednotlivých měření.

Statická měření - měření PV, prováděné v souladu s konkrétním měřicím úkolem pro konstantu během doby měření.

Obrázek 1 - Klasifikace typů měření

Dynamické měření - měření velikosti měnící se PV. Výsledkem dynamického měření je funkční závislost měřené hodnoty na čase, tedy kdy se výstupní signál mění v čase v souladu se změnou měřené hodnoty.

Absolutní míry- měření založená na přímých měřeních jedné nebo více základních veličin a (nebo) použití hodnot fyzikálních konstant.

Například měření délky dráhy rovnoměrným přímočarým rovnoměrným pohybem L = vt, na základě měření hlavní veličiny - času T a využití fyzikální konstanty v.

Pojem absolutního měření se používá na rozdíl od pojmu relativního měření a považuje se za měření veličiny v jejích jednotkách. V tomto výkladu se tento pojem stále více používá.

Relativní měření- měření poměru veličiny ke stejnojmenné veličině, která hraje roli jednotky, nebo měření změny veličiny vzhledem ke stejnojmenné veličině, brané jako výchozí.

Relativní měření, za jinak stejných okolností, lze provádět přesněji, protože celková chyba výsledku měření nezahrnuje chybu měření PV.

Příklady relativních měření: měření výkonových poměrů, tlaků atp.

Metrologická měření - měření pomocí norem.

Technická měření - měření prováděná technickým SI.

Přímé měření - měření PV, prováděné přímou metodou, při které se požadovaná hodnota PV získává přímo z experimentálních dat.

Přímé měření se provádí porovnáním PV s měřením této hodnoty přímo nebo odečtením hodnot SI na stupnici nebo digitálním zařízení, odstupňovaných v požadovaných jednotkách.

Přímá měření jsou často chápána jako měření, ve kterých nejsou prováděny žádné přechodné transformace.

Příklady přímých měření: měření délky, výšky pomocí pravítka, napětí voltmetrem, hmotnosti pomocí pružinové váhy.

Rovnice přímé měření má následující podobu:

Nepřímé měření - měření získané na základě výsledků přímých měření jiných FV, funkčně vztažených k požadované hodnotě známou závislostí.

Rovnice nepřímého měření má následující tvar:

Y \u003d F (x 1, x 2 ..., x i, ... x n),

kde F je známá funkce;

n je počet přímých měření PV;

x 1 , x, x i , x n - hodnoty přímého měření FV.

Například určení plochy, objemu měřením délky, šířky, výšky; elektrické energie měřením proudu a napětí atd.

Kumulativní měření - současná měření více podobných veličin, při kterých je požadovaná hodnota veličiny určena řešením soustavy rovnic získaných měřením různých kombinací těchto veličin.

Je jasné, že pro určení hodnot požadovaných veličin musí být počet rovnic ne menší než počet veličin.

Příklad: hodnota hmotnosti jednotlivých závaží sady je určena známou hodnotou hmotnosti jednoho ze závaží a výsledky měření (porovnání) hmotností různých kombinací závaží.

Existují závaží o hmotnostech m 1 , m 2 , m 3 .

Hmotnost prvního závaží se určí takto:

Hmotnost druhého závaží se určí jako rozdíl mezi hmotností prvního a druhého závaží M 1,2 a naměřenou hmotností prvního závaží m 1:

Hmotnost třetího závaží se určí jako rozdíl mezi hmotnostmi prvního, druhého a třetího závaží M 1,2,3 a naměřenými hmotnostmi prvního a druhého závaží.

To je často způsob, jak zlepšit přesnost výsledků měření.

Společná měření - simultánní měření několika heterogenních PV pro určení vztahu mezi nimi.

Příklad 1. Konstrukce kalibrační charakteristiky Y = f(x) měřicího převodníku, kdy jsou současně měřeny sady hodnot:

Hodnota PV je určena pomocí SI specifickou metodou.

Metody měření

Metoda měření - příjem nebo soubor metod pro porovnávání naměřené FV s její jednotkou v souladu s realizovaným principem měření a použití SI.

Konkrétní metody měření jsou dány druhem měřených veličin, jejich rozměry, požadovanou přesností výsledku, rychlostí procesu měření, podmínkami, za kterých se měření provádí, a řadou dalších vlastností.

V zásadě lze každou PV měřit několika metodami, které se od sebe mohou lišit vlastnostmi jak technické, tak metodické povahy.

Metoda přímého hodnocení - metoda měření, při které je hodnota veličiny určena přímo čtecím zařízením SI.

Díky rychlosti procesu měření je pro praxi často nepostradatelné

použití, i když přesnost měření je obvykle omezená. Příklady: měření délky pomocí pravítka, hmotnosti - pomocí pružinových vah, tlaku - pomocí tlakoměru.

Metoda porovnání měření - metoda měření, při které se naměřená hodnota porovnává s hodnotou reprodukovanou mírou (měření vůle spároměrem, měření hmotnosti na váze se závažím, měření délky koncovými bloky atd.).

Na rozdíl od MI přímého hodnocení, které je pro získávání provozních informací pohodlnější, poskytuje srovnávací SI větší přesnost měření.

Metoda nulového měření - metoda srovnání s mírou, při které je čistý účinek působení měřené veličiny a míry na komparátor vynulován.

Například měření elektrického odporu můstkem s jeho úplným vyvážením.

Diferenciální metoda - metoda měření, při které se měřená veličina porovnává s homogenní veličinou o známé hodnotě, která se mírně liší od hodnoty měřené veličiny, a při níž se měří rozdíl mezi těmito veličinami.

Například měření délky porovnáním s exemplární mírou na komparátoru - porovnávací nástroj určený k porovnání mír homogenních veličin.

Metoda diferenciálního měření je nejúčinnější, když má odchylka naměřené hodnoty od nějaké jmenovité hodnoty praktický význam (odchylka skutečné lineární velikosti od jmenovité, frekvenční drift atd.).

Metoda měření posunutí - způsob porovnávání s mírou, při které je měřená veličina nahrazena mírou se známou hodnotou veličiny, například vážením s naměřenou hmotností a závažími střídavě umístěnými na stejné misce váhy).

Metoda sčítání - způsob porovnávání s mírou, při kterém je hodnota měřené veličiny doplněna mírou téže veličiny tak, že na komparátor působí jejich součet rovný předem stanovené hodnotě.

Kontrastní metoda - způsob porovnávání s mírou, při kterém naměřená hodnota, reprodukovaná mírou, působí současně na srovnávací zařízení, pomocí kterého se stanoví poměr mezi těmito veličinami.

Například měření hmotnosti na rovnoramenných vahách s umístěním měřené hmoty a závaží ji vyvažujících na dvou vahách, porovnání měr pomocí komparátoru, kde základem metody je generování signálu o přítomnosti rozdílu ve velikostech porovnávaných hodnot.

Metoda zápasu - metoda porovnávání s mírou, při níž se rozdíl mezi naměřenou hodnotou a hodnotou reprodukovanou mírou měří pomocí shody značek stupnice nebo periodických signálů.

Například měření délky pomocí posuvného měřítka s nonem, kdy je pozorováno, že se značky na stupnici posuvného měřítka a nonia shodují, měření rychlosti pomocí stroboskopu, kdy je poloha značky na rotujícím předmětu zarovnána s značka na nerotující části tohoto předmětu při určité frekvenci záblesků.

Kontaktní metoda měření - metoda měření, při které se citlivý prvek zařízení (měřicí plochy zařízení nebo přístroje) přivede do kontaktu s předmětem měření.

Například měření teploty pracovní tekutiny termočlánkem, měření průměru součásti posuvným měřítkem.

Bezkontaktní metoda měření - metoda měření založená na skutečnosti, že citlivý prvek SI nepřichází do kontaktu s předmětem měření.

Například měření vzdálenosti k objektu pomocí radaru, měření lineárních rozměrů dílů fotoelektrickým měřícím zařízením.

Měřící nástroje

Měřicí přístroj (SI) - technický nástroj určený pro měření, který má normalizované metrologické charakteristiky, reprodukuje a (nebo) uchovává jednotku PV, jejíž velikost se bere nezměněná (v rámci stanovené chyby) po známý časový interval.

Prostředky měření jsou různé. Nicméně pro tuto sadu lze identifikovat nějaký společné rysy , vlastní všem měřicím přístrojům bez ohledu na oblast použití.

Podle role vykonávané v systému pro zajištění jednotnosti měření, měřící přístroje se dělí na metrologické a pracovníků .

Metrologické SI jsou určeny pro metrologické účely - reprodukce jednotky a (nebo) její uložení nebo převod velikosti jednotky na pracovní SI.

Pracovní SI - SI určený pro měření nesouvisející s přenosem velikosti jednotky na jiné SI.

Ve vztahu k měřenému FI SI se dělí na hlavní a pomocný .

Základní SI - MI PV, jehož hodnota musí být získána v souladu s úlohou měření.

Pomocné SI - MI PV, jehož vliv na hlavní MI nebo měřený objekt je nutné vzít v úvahu, aby byly získány výsledky měření požadované přesnosti.

Tyto SI se používají ke kontrole udržování hodnot ovlivňování hodnoty ve stanovených mezích.

Podle úrovně automatizace všechny SI jsou rozděleny podle neautomatické(myšleno konvenční přístroj, například pákový mikrometr), automatický a Automatizovaný.

Automatické SI - Měřicí přístroje, které měří veličiny bez účasti člověka a veškeré operace související se zpracováním výsledků měření, jejich registrací, přenosem dat nebo generováním řídicích signálů.

Příklady: měřicí nebo řídicí stroje zabudované do automatické výrobní linky (procesní zařízení, obráběcí stroj atd.), měřicí roboty s dobrými manipulačními vlastnostmi.

Automatizované SI - MI, který automaticky provádí jednu nebo část operací měření. Například plynoměr (měření a záznam dat s průběžným součtem).

EF měření - SI určený pro reprodukci a (nebo) ukládání a přenos PV jedné nebo několika daných velikostí, jejichž hodnoty jsou vyjádřeny v zavedených jednotkách a jsou známy s danou přesností.

Měřící zařízení - MI určený k získávání hodnot měřené veličiny ve stanoveném rozsahu a generování signálu měřicí informace ve formě přístupné pozorovateli pro přímé vnímání (poslední označuje indikační přístroje).

Analogový měřič - SI, jehož hodnoty jsou spojitou funkcí změny měřené hodnoty. Například váhy, manometr, ampérmetr, měřicí hlava se zařízeními na odečítání stupnice.

Digitální měřicí přístroj (DIP) se nazývá SI, který automaticky generuje diskrétní signály měřicích informací, jejichž odečty jsou prezentovány v digitální podobě. Při měření pomocí DMC jsou vyloučeny subjektivní chyby obsluhy.

Nastavení měření - soubor funkčně kombinovaných měr, měřicích přístrojů, měřicích převodníků a dalších zařízení, určených k měření jedné nebo více FV a umístěných na jednom místě.

Například kalibrační zařízení, zkušební stolice, měřicí stroj na měření měrného odporu materiálů.

Měřicí systém (IS) - soubor funkčně kombinovaných měření, měřicích přístrojů, měřicích převodníků, počítačů a dalších technických prostředků umístěných na různých místech řízeného objektu za účelem měření jednoho nebo více PV vlastních tomuto objektu a generování měřicích signálů pro různé účely. Měřicí systém může obsahovat desítky měřicích kanálů.

Podle účelu se IP dělí na měření informací, kontrola měření, měřící regulátory atd.

Existuje také poměrně svévolné rozlišení systémy pro měření informací(IIS) a počítačové - měřicí systémy(KIS).

Je volán měřicí systém, který je překonfigurován v závislosti na změně měřicí úlohy flexibilní měřicí systém(GIS).

Měření - počítačový komplex (CPC) - funkčně integrovaná sestava MI, počítačů a pomocných zařízení určená k plnění konkrétní měřicí funkce jako součást IS.

Počítač - měřicí systém (KIS), jinak se virtuální přístroj skládá ze standardního nebo specializovaného počítače s vestavěnou deskou (modulem) sběru dat.

Měřicí převodník (MT) - technické prostředky s regul

metrologické charakteristiky, které slouží k převodu naměřené hodnoty na jinou hodnotu nebo měřicí signál, vhodné pro zpracování, uložení, další transformace, indikaci a přenos. IP je součástí jakéhokoli měřícího zařízení (měřicí sestava, IS atd.), nebo se používá společně s jakýmkoliv SI.

IP příklady. Digitálně-analogový převodník (DAC) nebo analogově-digitální převodník (ADC).

Vysílací konvertor - měřicí převodník používaný pro

dálkový přenos informačního signálu měření do jiných zařízení popř

systémy (termočlánek v termoelektrickém teploměru).

Primární měření konvertor nebo jednoduše primární konvertor (PP)- měřicí převodník, který je přímo ovlivněn měřenou PV;

Základní pojmy metrologie jsou stanoveny státními normami.

1. Základní pojem metrologie - měření. Podle GOST 16263-70 je měření zjišťování hodnoty fyzikální veličiny (PV) empiricky pomocí speciálních technických prostředků.

Výsledkem měření je příjem hodnoty veličiny během procesu měření.

Pomocí měření se získávají informace o stavu výrobních, ekonomických a společenských procesů. Například měření jsou hlavním zdrojem informací o shodě výrobků a služeb s požadavky regulačních dokumentů při certifikaci.

2. Měřicí nástroj(SI) - speciální technický nástroj, který ukládá jednotku množství pro porovnání měřené veličiny s její jednotkou.

3. Změřte- jedná se o měřicí přístroj určený k reprodukci fyzikální veličiny dané velikosti: závaží, měrky.

Pro posouzení kvality měření se používají tyto vlastnosti měření: správnost, konvergence, reprodukovatelnost a přesnost.

- Správnost- vlastnost měření, kdy jejich výsledky nejsou zkresleny systematickými chybami.

- Konvergence- vlastnost měření odrážející vzájemnou blízkost výsledků měření provedených za stejných podmínek, stejným MI, stejným operátorem.

- Reprodukovatelnost- vlastnost měření, odrážející vzájemnou blízkost výsledků měření stejné veličiny, prováděných za různých podmínek - v různých časech, na různých místech, různými metodami a měřicími přístroji.

Například stejný odpor lze měřit přímo ohmmetrem nebo ampérmetrem a voltmetrem pomocí Ohmova zákona. Ale samozřejmě by v obou případech měly být výsledky stejné.

- Přesnost- vlastnost měření, odrážející blízkost jejich výsledků ke skutečné hodnotě měřené veličiny.

To je hlavní vlastnost měření, protože nejpoužívanější v praxi záměrů.

Přesnost měření SI je dána jejich chybou. Vysoká přesnost měření odpovídá malým chybám.

4. Chyba- jedná se o rozdíl mezi hodnotami SI (výsledkem měření) Xmeas a skutečnou (skutečnou) hodnotou měřené fyzikální veličiny Xd.

Úkolem metrologie je zajistit jednotnost měření. Pro zobecnění všech výše uvedených pojmů se proto používá pojem jednota měření- stav měření, ve kterém jsou jejich výsledky vyjádřeny v zákonných jednotkách a chyby jsou známy s danou pravděpodobností a nepřekračují stanovené limity.

Opatření k faktickému zajištění jednotnosti měření ve většině zemí světa jsou stanovena zákony a jsou zahrnuta do funkcí legální metrologie. V roce 1993 byl přijat zákon Ruské federace „O zajištění jednotnosti měření“.

Dříve byly právní normy stanoveny nařízeními vlády.

Oproti ustanovením těchto vyhlášek zákon zavedl tyto novinky:

V terminologii - nahrazují se zastaralé pojmy a termíny;

Při povolování metrologických činností v tuzemsku - oprávnění udělovat licenci mají výhradně orgány Státní metrologické služby;

Bylo zavedeno jednotné ověřování měřidel;

Bylo stanoveno jasné oddělení funkcí státní metrologické kontroly a státního metrologického dozoru.

Novinkou je také rozšíření působnosti státního metrologického dozoru na bankovní, poštovní, daňový, celní provoz a také na povinnou certifikaci výrobků a služeb;

Revidovaná pravidla kalibrace;

Byla zavedena dobrovolná certifikace měřicích přístrojů atd.

Předpoklady pro přijetí zákona:

Přechod země na tržní hospodářství;

V důsledku toho - reorganizace státních metrologických služeb;

To vedlo k narušení centralizovaného systému řízení metrologických činností a resortních služeb;

Problémy při výkonu státního metrologického dozoru a kontroly v souvislosti se vznikem různých forem vlastnictví;

Proto se problém revize právních, organizačních a ekonomických základů metrologie stal velmi aktuálním.

Cíle zákona jsou následující:

Ochrana občanů a hospodářství Ruské federace před negativními důsledky nespolehlivých výsledků měření;

Podpora pokroku prostřednictvím používání státních norem jednotek veličin a používání výsledků měření se zaručenou přesností;

Vytváření příznivých podmínek pro rozvoj mezinárodních vztahů;

Úprava vztahů mezi státními orgány Ruské federace s právnickými a fyzickými osobami při výrobě, výrobě, provozu, opravách, prodeji a dovozu měřidel.

V důsledku toho jsou hlavními oblastmi aplikace zákona obchod, zdravotnictví, ochrana životního prostředí a zahraniční ekonomická činnost.

Úkolem zajistit jednotnost měření je Státní metrologická služba. Zákon určuje meziodvětvovou a podřízenou povahu její činnosti.

Meziodvětvovým charakterem činnosti se rozumí právní postavení Státní metrologické služby obdobně jako u jiných kontrolních a dozorových orgánů státní správy (Gosatomnadzor, Gosenergonadzor aj.).

Podřízenost její činnosti znamená vertikální podřízenost jednomu oddělení - Státnímu standardu Ruska, v rámci kterého existuje samostatně a autonomně.

V souladu s přijatým zákonem schválila vláda Ruské federace v roce 1994 řadu dokumentů:

- "Předpisy o státních vědeckých a metrologických centrech",

- "Postup pro schvalování předpisů o metrologických službách federálních výkonných orgánů a právnických osob",

- "Postup při akreditaci metrologických služeb právnických osob pro právo ověřovat měřidla",

Tyto dokumenty spolu s uvedeným zákonem jsou hlavními právními akty o metrologii v Rusku.

Metrologie

Metrologie(z řeckého μέτρον - míra, + jiné řecké λόγος - myšlenka, rozum) - Předmětem metrologie je získávání kvantitativních informací o vlastnostech předmětů s danou přesností a spolehlivostí; regulačním rámcem pro to jsou metrologické normy.

Metrologie se skládá ze tří hlavních sekcí:

• teoretický nebo základní - uvažuje o obecných teoretických problémech (rozvoj teorie a problémů měření fyzikálních veličin, jejich jednotek, metod měření).
• Aplikovaný- studuje problematiku praktické aplikace teoretického vývoje metrologie. Má na starosti veškerou problematiku metrologické podpory.
• Legislativní- stanoví závazné technické a právní požadavky na používání jednotek fyzikální veličiny, metody a měřicí přístroje.

Cíle a cíle metrologie

• vytvoření obecné teorie měření;
• tvorba jednotek fyzikálních veličin a soustav jednotek;
• vývoj a standardizace metod a měřicích přístrojů, metod zjišťování přesnosti měření, základů pro zajištění jednotnosti měření a jednotnosti měřicích přístrojů (tzv. "legální metrologie");
• tvorba etalonů a vzorových měřidel, ověřování měr a měřidel. Prioritním dílčím úkolem tohoto směru je vývoj systému norem založených na fyzikálních konstantách.

Metrologie také studuje vývoj systému měr, peněžních jednotek a účtů v historické perspektivě.

Axiomy metrologie

1. Jakékoli měření je srovnání.
2. Jakékoli měření bez apriorních informací je nemožné.
3. Výsledkem jakéhokoli měření bez zaokrouhlení hodnoty je náhodná hodnota.

Pojmy a definice metrologie

• Jednota měření- stav měření, vyznačující se tím, že jejich výsledky jsou vyjádřeny v zákonných jednotkách, jejichž rozměry se v rámci stanovených limitů rovnají velikosti jednotek reprodukovaných primárními etalony, a chyby výsledků měření jsou známé a nepřekračují s danou pravděpodobností stanovené limity.
• Fyzické množství- jedna z vlastností fyzického předmětu, která je kvalitativně společná pro mnoho fyzických předmětů, ale pro každý z nich kvantitativně individuální.
• Měření- soubor operací pro použití technického prostředku, který uchovává jednotku fyzikální veličiny, poskytuje poměr měřené veličiny k její jednotce a získává hodnotu této veličiny.
• měřicí přístroj- technický nástroj určený k měření a s normalizovanými metrologickými charakteristikami reprodukující a (nebo) ukládající jednotku množství, o jejíž velikosti se předpokládá, že se nemění v rámci stanovené chyby po známý časový interval.
• Ověření- soubor operací prováděných za účelem potvrzení shody měřidel s metrologickými požadavky.
• Chyba měření- odchylka výsledku měření od skutečné hodnoty měřené veličiny.
• Chyba přístroje- rozdíl mezi indikací měřicího přístroje a skutečnou hodnotou měřené fyzikální veličiny.
• Přesnost přístroje- kvalitativní charakteristika měřicího přístroje, odrážející blízkost jeho chyby k nule.
• Licence- jedná se o povolení vydané orgánům státní metrologické služby na území jím přiděleném fyzické nebo právnické osobě k provádění činností k výrobě a opravám měřidel.
• Standardní měrná jednotka- technický nástroj určený k přenosu, ukládání a reprodukci jednotky velikosti.

Historie metrologie

Metrologie sahá až do starověku a je dokonce zmíněna v Bibli. Rané formy metrologie spočívaly v tom, že místní úřady stanovovaly jednoduché, libovolné standardy, často založené na jednoduchých praktických měřeních, jako je délka paže. Nejstarší standardy byly zavedeny pro množství, jako je délka, hmotnost a čas, aby se usnadnily obchodní transakce a zaznamenaly se lidské činnosti.

Metrologie získala v éře průmyslové revoluce nový význam, stala se naprosto nezbytnou pro hromadnou výrobu.

Historicky důležité etapy ve vývoji metrologie:

• XVIII. století - založení etalonu metru (etalon je uložen ve Francii, v Muzeu vah a měr; v současnosti jde spíše o historický exponát než vědecký přístroj);
• 1832 - vytvoření absolutních soustav jednotek Carlem Gausse;
• 1875 - podpis mezinárodní metrické úmluvy;
• 1960 - rozvoj a zřízení Mezinárodní soustavy jednotek (SI);
• XX století - metrologické studie jednotlivých zemí jsou koordinovány mezinárodními metrologickými organizacemi.

Milníky národních dějin metrologie:

• přistoupení k Metrické úmluvě;
• 1893 - vytvoření Hlavní komory pro míry a váhy D. I. Mendělejevem (moderní název: "Výzkumný ústav metrologie pojmenovaný po Mendělejevovi");

Světový den metrologie se každoročně slaví 20. května. Svátek ustanovil Mezinárodní výbor pro váhy a míry (CIPM) v říjnu 1999 na 88. zasedání CIPM.

Vznik a rozdíly metrologie v SSSR (Rusko) a v zahraničí

Rychlý rozvoj vědy, techniky a techniky ve dvacátém století si vyžádal rozvoj metrologie jako vědy. V SSSR se metrologie vyvinula jako státní disciplína, protože potřeba zlepšit přesnost a reprodukovatelnost měření rostla s industrializací a růstem vojensko-průmyslového komplexu. Zahraniční metrologie také vycházela z požadavků praxe, ale tyto požadavky vycházely především od soukromých firem. Nepřímým důsledkem tohoto přístupu byla státní regulace různých pojmů souvisejících s metrologií, tedy standardizace všeho, co je třeba standardizovat. V zahraničí se tohoto úkolu zhostily nevládní organizace, např. ASTM.

Vzhledem k tomuto rozdílu v metrologii SSSR a postsovětských republik jsou státní etalony (normy) uznávány jako dominantní, na rozdíl od konkurenčního západního prostředí, kde soukromá firma nesmí používat závadný etalon nebo zařízení a souhlasit s svých partnerů o další možnosti certifikace reprodukovatelnosti měření.

Samostatné oblasti metrologie

• Letecká metrologie
• Chemická metrologie
• Lékařská metrologie
• Biometrie

Nauka o měřeních, metodách a prostředcích zajištění jejich jednoty a způsobech dosažení požadované přesnosti.

MĚŘENÍ

JEDNOTKA MĚŘENÍ

1. Fyzikální veličiny

FYZICKÉ MNOŽSTVÍ (PV)

SKUTEČNÁ HODNOTA EF

FYZIKÁLNÍ PARAMETRY

Ovlivňování fv

ROD FV

Kvalitativní jistota F V.

Délka a průměr dílu-

JEDNOTKA FV

FV SYSTÉM JEDNOTEK

ODVODENÁ JEDNOTKA

Jednotka rychlosti- metr/sekundu.

MIMO FV JEDNOTKU

povoleno stejně;.

dočasně povoleno;

vyřazen z používání.

Například:

- - jednotky času;

v optice- dioptrie- - hektar- - jednotka energie atd.;

- otáčky za sekundu; bar- tlaková jednotka (1 bar). = 100 000 Pa);

centrum atd.

VÍCENÁSOBNÁ FV JEDNOTKA

DOLNÝ PV

Například 1 µs= 0,000 001 s.

Základní pojmy a definice metrologie

Nauka o měřeních, metodách a prostředcích zajištění jejich jednoty a způsobech dosažení požadované přesnosti.

MĚŘENÍ

Zjištění hodnoty měřené fyzikální veličiny empiricky pomocí speciálních technických prostředků.

JEDNOTKA MĚŘENÍ

Charakteristická pro kvalitu měření, která spočívá v tom, že jejich výsledky jsou vyjádřeny v zákonných jednotkách a chyby výsledků měření jsou s danou pravděpodobností známy a nepřekračují stanovené meze.

PŘESNOST VÝSLEDKU MĚŘENÍ

Charakteristická pro kvalitu měření, odrážející blízkost nuly chyby jejího výsledku.

1. Fyzikální veličiny

FYZICKÉ MNOŽSTVÍ (PV)

Charakteristika jedné z vlastností fyzického objektu (fyzikálního systému, jevu nebo procesu), která je kvalitativně společná mnoha fyzikálním objektům, ale kvantitativně individuální pro každý objekt.

SKUTEČNÁ HODNOTA FYZICKÉ VELIČINY

Hodnota fyzikální veličiny, která ideálně odráží odpovídající fyzikální veličinu kvalitativně a kvantitativně.

Tento koncept je srovnatelný s konceptem absolutní pravdy ve filozofii.

SKUTEČNÁ HODNOTA EF

Hodnota PV zjištěná experimentálně a tak blízká skutečné hodnotě, že ji může nahradit pro danou úlohu měření.

Při ověřování měřidel je například skutečnou hodnotou hodnota vzorové míry nebo údaj vzorového měřidla.

FYZIKÁLNÍ PARAMETRY

PV, uvažovaná při měření této PV jako pomocná charakteristika.

Například frekvence při měření střídavého napětí.

Ovlivňování fv

PV, jehož měření tento měřicí přístroj nezajišťuje, ale ovlivňuje výsledky měření.

ROD FV

Kvalitativní jistota F V.

Délka a průměr dílu- homogenní hodnoty; délka a hmotnost součásti jsou nestejnoměrné veličiny.

JEDNOTKA FV

PV pevné velikosti, které je podmíněně přiřazena číselná hodnota rovna jedné a používá se ke kvantifikaci homogenní PV.

Musí být tolik jednotek, kolik je PV.

Rozlišují se základní, derivační, násobné, submultiple, systémové a nesystémové jednotky.

FV SYSTÉM JEDNOTEK

Množina základních a odvozených jednotek fyzikálních veličin.

ZÁKLADNÍ JEDNOTKA SOUSTAVY JEDNOTEK

Jednotka hlavního FV v dané soustavě jednotek.

Základní jednotky Mezinárodní soustavy jednotek SI: metr, kilogram, sekunda, ampér, kelvin, mol, kandela.

DOPLŇKOVÁ JEDNOTKOVÁ SYSTÉM JEDNOTEK

Neexistuje žádná přísná definice. V soustavě SI se jedná o jednotky plochých - radiánových - a pevných - steradiánových - úhlů.

ODVODENÁ JEDNOTKA

Jednotka derivace PV soustavy jednotek vytvořená podle rovnice vztahující se k základním jednotkám nebo k základním a již definovaným odvozeným jednotkám.

Jednotka rychlosti- metr/sekundu.

MIMO FV JEDNOTKU

FV jednotka není součástí žádného z akceptovaných systémů jednotek.

Nesystémové jednotky ve vztahu k soustavě SI jsou rozděleny do čtyř typů:

povoleno stejně;.

povoleno pro použití ve speciálních oblastech;

dočasně povoleno;

vyřazen z používání.

Například:

tuna: stupeň, minuta, sekunda- úhlové jednotky; litr; minuta, hodina, den, týden, měsíc, rok, století- jednotky času;

v optice- dioptrie- jednotka měření optického výkonu; v zemědělství- hektar- plošná jednotka; ve fyzice elektronvolt- jednotka energie atd.;

v námořní plavbě námořní míle, uzel; v jiných oblastech- otáčky za sekundu; bar- tlaková jednotka (1 bar). = 100 000 Pa);

kilogramová síla na centimetr čtvereční; milimetr rtuti; Koňská síla;

centrum atd.

VÍCENÁSOBNÁ FV JEDNOTKA

FV jednotka je celé číslo, kolikrát je větší než systémová nebo nesystémová jednotka.

Například jednotka frekvence je 1 MHz = 1 000 000 Hz

DOLNÝ PV

FV jednotka je o celé číslo menší než systémová nebo nesystémová jednotka.

Například 1 µs= 0,000 001 s.

Základní pojmy a definice pro metrologii

Metrologie- nauka o měření, metodách a prostředcích zajišťujících jejich jednotu a způsobech dosažení požadované přesnosti.

Přímé měření- měření, při kterém se přímo získá požadovaná hodnota fyzikální veličiny.

Nepřímé měření– stanovení požadované hodnoty fyzikální veličiny na základě výsledků přímých měření jiných fyzikálních veličin funkčně souvisejících s hledanou hodnotou.

Skutečná hodnota fyzikální veličiny- hodnota fyzikální veličiny, která ideálně charakterizuje odpovídající fyzikální veličinu kvalitativně i kvantitativně.

Skutečná hodnota fyzikální veličiny- hodnota fyzikální veličiny získaná experimentálně a natolik blízká skutečné hodnotě, že ji lze použít místo ní v zadané úloze měření.

Měřená fyzikální veličina– fyzikální veličina, která se má měřit v souladu s hlavním účelem úlohy měření.

Ovlivňování fyzikální veličiny– fyzikální veličina, která ovlivňuje velikost měřené veličiny a (nebo) výsledek měření.

Normální rozsah ovlivňující veličiny- rozsah hodnot ovlivňující veličiny, ve kterém lze zanedbat změnu výsledku měření pod jejím vlivem v souladu se stanovenými normami přesnosti.

Pracovní rozsah hodnot ovlivňující veličiny- rozsah hodnot ovlivňující veličiny, ve kterém je normalizována dodatečná chyba nebo změna odečtů měřicího přístroje.

měřicí signál– signál obsahující kvantitativní informaci o měřené fyzikální veličině.

Hodnota dílku stupnice je rozdíl mezi hodnotami odpovídajícími dvěma sousedním značkám na stupnici.

Rozsah indikace měřicího přístroje– rozsah hodnot stupnice přístroje, omezený počáteční a konečnou hodnotou stupnice.

Rozsah měření- rozsah hodnot veličiny, ve kterém jsou normalizovány meze přípustné chyby měřicího přístroje.

Variace metru- rozdíl v odečtech přístroje ve stejném bodě rozsahu měření s plynulým nájezdem k tomuto bodu ze strany menších a větších hodnot měřené veličiny.

Převodní faktor vysílače- poměr signálu na výstupu měřicího převodníku, který zobrazuje naměřenou hodnotu, k signálu, který ji způsobuje na vstupu převodníku.

Citlivost měřicího přístroje- vlastnost měřicího přístroje, určená poměrem změny výstupního signálu tohoto přístroje ke změně měřené hodnoty, která ji způsobuje

Absolutní chyba měřicího přístroje- rozdíl mezi indikací měřicího přístroje a skutečnou (skutečnou) hodnotou měřené veličiny, vyjádřenou v jednotkách měřené fyzikální veličiny.

Relativní chyba měřicího přístroje- chyba měřicího přístroje, vyjádřená jako poměr absolutní chyby měřicího přístroje k výsledku měření nebo ke skutečné hodnotě měřené fyzikální veličiny.

Snížená chyba měřicího přístroje- relativní chyba, vyjádřená jako poměr absolutní chyby měřicího přístroje k podmíněně přijaté hodnotě veličiny (nebo normalizační hodnoty), konstantní v celém rozsahu měření nebo v části rozsahu. Často se jako normalizační hodnota bere rozsah indikací nebo horní mez měření. Daná chyba se obvykle vyjadřuje v procentech.

Systematická chyba měřicího přístroje- složka chyby měřicího přístroje, braná jako konstantní nebo pravidelně se měnící.

Náhodná chyba měřicího přístroje- složka chyby měřicího přístroje, která se náhodně mění.

Základní chyba měřicího přístroje je chyba měřicího přístroje používaného za normálních podmínek.

Dodatečná chyba měřicího přístroje- složka chyby měřicího přístroje, která vzniká vedle hlavní chyby odchylkou některé z ovlivňujících veličin od její normální hodnoty nebo překročením normálního rozsahu hodnot.

Hranice dovolené chyby měřicího přístroje- největší hodnota chyby měřidel stanovená regulačním dokumentem pro tento typ měřidel, při které je stále uznáván jako způsobilý k použití.

Třída přesnosti měřicího přístroje- zobecněná charakteristika tohoto typu měřicích přístrojů zpravidla odrážející úroveň jejich přesnosti, vyjádřenou mezemi přípustných základních a dodatečných chyb, jakož i dalšími charakteristikami, které přesnost ovlivňují.

Chyba měření- odchylka výsledku měření od skutečné (reálné) hodnoty měřené veličiny.

Miss (hrubá chyba měření)- chyba výsledku jednotlivého měření zařazeného do série měření, která se pro tyto podmínky výrazně liší od ostatních výsledků této série.

Chyba metody měření je složkou systematické chyby měření v důsledku nedokonalosti přijímané metody měření.

Pozměňovací návrh je hodnota veličiny zadaná do nekorigovaného výsledku měření za účelem eliminace složek systematické chyby. Znaménko opravy je opačné než znaménko chyby. Korekce vnesená do odečtu měřicího přístroje se nazývá korekce odečtu na měřicím přístroji.

Základní pojmy a definice metrologie

Nauka o měřeních, metodách a prostředcích zajištění jejich jednoty a způsobech dosažení požadované přesnosti.

MĚŘENÍ

Zjištění hodnoty měřené fyzikální veličiny empiricky pomocí speciálních technických prostředků.

JEDNOTKA MĚŘENÍ

Charakteristická pro kvalitu měření, která spočívá v tom, že jejich výsledky jsou vyjádřeny v zákonných jednotkách a chyby výsledků měření jsou s danou pravděpodobností známy a nepřekračují stanovené meze.

PŘESNOST VÝSLEDKU MĚŘENÍ

Charakteristická pro kvalitu měření, odrážející blízkost nuly chyby jejího výsledku.

1. Fyzikální veličiny

FYZICKÉ MNOŽSTVÍ (PV)

Charakteristika jedné z vlastností fyzického objektu (fyzikálního systému, jevu nebo procesu), která je kvalitativně společná mnoha fyzikálním objektům, ale kvantitativně individuální pro každý objekt.

SKUTEČNÁ HODNOTA FYZICKÉ VELIČINY

Hodnota fyzikální veličiny, která ideálně odráží odpovídající fyzikální veličinu kvalitativně a kvantitativně.

Tento koncept je srovnatelný s konceptem absolutní pravdy ve filozofii.

SKUTEČNÁ HODNOTA EF

Hodnota PV zjištěná experimentálně a tak blízká skutečné hodnotě, že ji může nahradit pro danou úlohu měření.

Při ověřování měřidel je například skutečnou hodnotou hodnota vzorové míry nebo údaj vzorového měřidla.

FYZIKÁLNÍ PARAMETRY

PV, uvažovaná při měření této PV jako pomocná charakteristika.

Například frekvence při měření střídavého napětí.

Ovlivňování fv

PV, jehož měření tento měřicí přístroj nezajišťuje, ale ovlivňuje výsledky měření.

ROD FV

Kvalitativní jistota F V.

Délka a průměr dílu- homogenní hodnoty; délka a hmotnost součásti jsou nestejnoměrné veličiny.

JEDNOTKA FV

PV pevné velikosti, které je podmíněně přiřazena číselná hodnota rovna jedné a používá se ke kvantifikaci homogenní PV.

Musí být tolik jednotek, kolik je PV.

Rozlišují se základní, derivační, násobné, submultiple, systémové a nesystémové jednotky.

FV SYSTÉM JEDNOTEK

Množina základních a odvozených jednotek fyzikálních veličin.

ZÁKLADNÍ JEDNOTKA SOUSTAVY JEDNOTEK

Jednotka hlavního FV v dané soustavě jednotek.

Základní jednotky Mezinárodní soustavy jednotek SI: metr, kilogram, sekunda, ampér, kelvin, mol, kandela.

DOPLŇKOVÁ JEDNOTKOVÁ SYSTÉM JEDNOTEK

Neexistuje žádná přísná definice. V soustavě SI se jedná o jednotky plochých - radiánových - a pevných - steradiánových - úhlů.

ODVODENÁ JEDNOTKA

Jednotka derivace PV soustavy jednotek vytvořená podle rovnice vztahující se k základním jednotkám nebo k základním a již definovaným odvozeným jednotkám.

Jednotka rychlosti- metr/sekundu.

MIMO FV JEDNOTKU

FV jednotka není součástí žádného z akceptovaných systémů jednotek.

Nesystémové jednotky ve vztahu k soustavě SI jsou rozděleny do čtyř typů:

povoleno stejně;.

povoleno pro použití ve speciálních oblastech;

dočasně povoleno;

vyřazen z používání.

Například:

tuna: stupeň, minuta, sekunda- úhlové jednotky; litr; minuta, hodina, den, týden, měsíc, rok, století- jednotky času;

v optice- dioptrie- jednotka měření optického výkonu; v zemědělství- hektar- plošná jednotka; ve fyzice elektronvolt- jednotka energie atd.;

v námořní plavbě námořní míle, uzel; v jiných oblastech- otáčky za sekundu; bar- tlaková jednotka (1 bar). = 100 000 Pa);

kilogramová síla na centimetr čtvereční; milimetr rtuti; Koňská síla;

centrum atd.

VÍCENÁSOBNÁ FV JEDNOTKA

FV jednotka je celé číslo, kolikrát je větší než systémová nebo nesystémová jednotka.

Například jednotka frekvence je 1 MHz = 1 000 000 Hz

DOLNÝ PV

FV jednotka je o celé číslo menší než systémová nebo nesystémová jednotka.

Například 1 µs= 0,000 001 s.

Metrologie Základní pojmy a definice

UDC 389.6(038):006.354 Skupina Т80

STÁTNÍ SYSTÉM ZAJIŠTĚNÍ JEDNOTNOSTI MĚŘENÍ

Státní systém pro zajištění jednotnosti měření.

metrologie. Základní pojmy a definice

ISS 01.040.17

Datum uvedení 2001-01-01

Úvodní slovo

1 VYVINUTO Všeruským výzkumným ústavem metrologie. D.I. Mendělejev státní standard Ruska

PŘEDSTAVENO Technickým sekretariátem Mezistátní rady pro normalizaci, metrologii a certifikaci

2 PŘIJATO Mezistátní radou pro standardizaci, metrologii a certifikaci (zápis č. 15 ze dne 26. do 28. května 1999)

3 Výnosem Státního výboru Ruské federace pro normalizaci a metrologii ze dne 17. května 2000 č. 139-st byla mezistátní doporučení RMG 29-99 uvedena v účinnost přímo jako Doporučení pro metrologii Ruské federace od 1. ledna, 2001.

4 MÍSTO GOST 16263-70

5 REVIZE. září 2003

Byl zaveden dodatek č. 1 přijatý Mezistátní radou pro normalizaci, metrologii a certifikaci (zápis č. 24 ze dne 5. 12. 2003) (IUS č. 1, 2005)

Úvod

Pojmy stanovené těmito doporučeními jsou uspořádány v systematickém pořadí, které odráží současný systém základních pojmů metrologie. Podmínky jsou uvedeny v částech 2-13. V každé sekci je uvedeno průběžné číslování pojmů.

Pro každý pojem je stanoven jeden termín, který má číslo terminologického článku. Značný počet termínů je doprovázen jejich krátkými formami a (nebo) zkratkami, které by měly být použity v případech, které vylučují možnost jejich odlišného výkladu.

Termíny, které mají číslo terminologického hesla, jsou vytištěny tučně, jejich krátké formy a zkratky jsou světlé. Termíny použité v poznámkách jsou uvedeny kurzívou.

V abecedním rejstříku termínů v ruštině jsou tyto termíny uvedeny v abecedním pořadí s číslem terminologického hesla (například "hodnota 3.1"). Zároveň u výrazů uvedených v poznámkách je za číslem artiklu uvedeno písmeno „p“ (např. jednotky legalizovány 4,1 p).

U mnoha zavedených termínů jsou uvedeny cizojazyčné ekvivalenty v němčině (de), angličtině (en) a francouzštině (fr). Jsou také uvedeny v abecedním rejstříku německých, anglických a francouzských ekvivalentů.

Slovo „použito“ v termínu 2.4 uvedené v závorce, stejně jako slova řady cizojazyčných ekvivalentů termínů uvedených v závorkách, lze v případě potřeby vynechat.

Pro pojem "další jednotka" není uvedena definice, protože tento pojem plně odhaluje jeho obsah.

metrologie - nauka o měřeních, metodách a prostředcích zajištění jejich jednoty a způsobech dosažení požadované přesnosti.

Teoretická (základní) metrologie - obor metrologie, jehož předmětem je rozvoj základních základů metrologie.

legální metrologie - úsek metrologie, jehož předmětem je stanovení závazných technických a právních požadavků na používání jednotek fyzikálních veličin, etalonů, metod a měřidel, směřující k zajištění jednoty a potřeby přesnosti měření v zájmu společnost.

Praktická (aplikovaná) metrologie - úsek metrologie, jehož předmětem je praktická aplikace vývoje teoretické metrologie a ustanovení legální metrologie.

(Graneev)

Fyzické množství - vlastnost, která je kvalitativně společná pro různé předměty a kvantitativně individuální pro každý z nich.

Velikost fyzikální veličiny - kvantitativní obsah vlastnosti (nebo vyjádření velikosti fyzikální veličiny) odpovídající pojmu "fyzikální veličina", vlastní tomuto objektu .

Hodnota fyzikální veličiny - kvantitativní hodnocení naměřené hodnoty ve formě určitého počtu jednotek akceptovaných pro tuto hodnotu.

Jednotka měření fyzikální veličiny - fyzikální veličina pevné velikosti, které je přiřazena číselná hodnota rovna jedné a slouží ke kvantifikaci fyzikálních veličin s ní homogenních.

Při měření se používají pojmy skutečné a skutečné hodnoty fyzikální veličiny. Skutečná hodnota fyzikální veličiny - hodnota veličiny, která ideálně charakterizuje odpovídající fyzikální veličinu z kvalitativního a kvantitativního hlediska. Skutečná hodnota fyzikální veličiny je hodnota fyzikální veličiny získaná experimentálně a natolik blízká skutečné hodnotě, že ji lze použít místo ní v nastaveném problému měření.

Měření - zjištění hodnoty fyzikální veličiny empiricky pomocí speciálních technických prostředků.

Hlavní rysy konceptu „měření“:

a) je možné měřit vlastnosti skutečně existujících objektů poznání, tj. fyzikálních veličin;

b) měření vyžaduje experimenty, tj. teoretické uvažování nebo výpočty nemohou nahradit experiment;

c) k provádění experimentů jsou zapotřebí speciální technické prostředky - měřící nástroje, uveden do interakce s hmotným objektem;

G) výsledek měření je hodnota fyzikální veličiny.

Charakteristika měření: princip a způsob měření, výsledek, chyba, přesnost, konvergence, reprodukovatelnost, správnost a spolehlivost.

Princip měření - fyzikální jev nebo účinek, který je základem měření. Například:

Metoda měření - metoda nebo soubor metod pro porovnávání měřené fyzikální veličiny s její jednotkou v souladu s implementovaným principem měření. Například:

Výsledek měření - hodnota veličiny získaná jejím měřením.

Chyba měření - odchylka výsledku měření od skutečné (skutečné) hodnoty měřené veličiny.

Přesnost výsledku měření - jedna z charakteristik kvality měření, odrážející blízkost nuly chyby výsledku měření.

Konvergence výsledků měření - vzájemná blízkost výsledků měření stejné veličiny, prováděných opakovaně stejnými prostředky, stejnou metodou za stejných podmínek a se stejnou péčí. Konvergence měření odráží vliv náhodných chyb na výsledek měření.

Reprodukovatelnost - blízkost výsledků měření stejné veličiny, získaných na různých místech, různými metodami a prostředky, různými operátory, v různých časech, ale redukovaných na stejné podmínky (teplota, tlak, vlhkost atd.).

Správnost - charakteristika kvality měření, odrážející blízkost nuly systematických chyb v jejich výsledcích.

Spolehlivost - charakteristika kvality měření, která odráží spolehlivost jejich výsledků, která je určena pravděpodobností (spolehlivost), že skutečná hodnota měřené veličiny je ve stanovených mezích (spolehlivost).

Množina veličin propojených závislostmi tvoří soustavu fyzikálních veličin. Jednotky, které tvoří systém, se nazývají systémové jednotky a jednotky, které nejsou zahrnuty v žádném ze systémů, se nazývají nesystémové jednotky.

V roce 1960 11 Generální konference pro váhy a míry schválila Mezinárodní systém jednotek - SI, který zahrnuje systém jednotek ISS (mechanické jednotky) a systém MKSA (elektrické jednotky).

Soustavy jednotek jsou sestaveny ze základních a odvozených jednotek. Základní jednotky tvoří minimální sadu nezávislých zdrojových jednotek a odvozené jednotky jsou různé kombinace základních jednotek.

Typy a metody měření

Pro provádění měření je nutné provést následující operace měření: reprodukce, porovnání, převod měření, škálování.

Reprodukce hodnoty zadané velikosti - operace vytvoření výstupního signálu s danou velikostí informativního parametru, tj. hodnoty napětí, proudu, odporu atd. Tato operace je realizována měřicím přístrojem - mírou.

Srovnání - stanovení poměru mezi homogenními veličinami, prováděné jejich odečtením. Tato operace je realizována srovnávacím zařízením (komparátorem).

Měřící transformace – operace převodu vstupního signálu na výstupní, prováděná měřicím převodníkem.

Měřítko - vytvoření výstupního signálu, který je homogenní se vstupem, jehož velikost informativního parametru je úměrná K krát velikosti informativního parametru vstupního signálu. Transformace měřítka je implementována v zařízení tzv převodník měřítka.

Klasifikace měření:

podle počtu měření - singl, když se měření provedou jednou, a násobek– série jednotlivých měření fyzikální veličiny stejné velikosti;

charakteristika přesnosti - ekvivalent- jedná se o sérii měření veličiny, prováděné měřicími přístroji stejné přesnosti za stejných podmínek se stejnou péčí, a nerovný když je prováděna série měření libovolné veličiny měřicími přístroji různé přesnosti a za různých podmínek;

povaha časové změny měřené hodnoty - statický, když je hodnota fyzikální veličiny považována za nezměněnou po dobu měření a dynamický– měření různé velikosti fyzikální veličiny;

způsob prezentace výsledků měření - absolutní měření veličiny v jejích jednotkách a relativní- měření změn veličiny vzhledem ke stejnojmenné hodnotě brané jako výchozí.

způsob získání výsledku měření (způsob zpracování experimentálních dat) - přímé a nepřímé, které se dělí na kumulativní nebo společné.

Přímé měření - měření, při kterém se požadovaná hodnota veličiny zjistí přímo z experimentálních dat jako výsledek měření. Příkladem přímého měření je měření napětí zdroje voltmetrem.

Nepřímé měření - měření, při kterém je požadovaná hodnota veličiny nalezena na základě známého vztahu mezi touto veličinou a veličinami podrobenými přímému měření. Při nepřímém měření se hodnota měřené veličiny získá řešením rovnice x =F(x1, x2, x3,...., Xn), kde x1, x2, x3,...., Xn- hodnoty veličin získané přímým měřením.

Příklad nepřímého měření: odpor rezistoru R zjistíme z rovnice R=U/já do kterého se dosazují naměřené hodnoty úbytku napětí U přes odpor a proud I přes něj.

Společná měření - simultánní měření několika rozdílných veličin k nalezení vztahu mezi nimi. V tomto případě je řešena soustava rovnic

F(х1 , х2, х3 , ...., хn, х1́ , х2́, х3́ , ...., хḿ) = 0;

F(x1, x2, x3, ...., xn, x1΄΄, x2΄΄, x3΄΄, ...., xm΄΄) = 0;

…………………………………………………

F(x1, x2, x3, ...., xn, x1(n) , x2(n), x3(n), ...., xm(n)) = 0,

kde х1 , х2 , х3 , ...., хn jsou požadované hodnoty; x1 , x2 , x3 , ...., xḿ ; x1΄΄, x2΄΄, x3΄΄, ...., xm΄΄; x1(n), x2(n), x3(n), ...., xm(n) - naměřené hodnoty.

Příklad společného měření: určete závislost odporu rezistoru na teplotě Rt = R0(1 + At + Bt2); měření odporu rezistoru při třech různých teplotách tvoří soustavu tří rovnic, ze kterých se zjistí parametry R0, A a B.

Kumulativní měření - současná měření více stejnojmenných veličin, ve kterých se požadované hodnoty veličin zjišťují řešením soustavy rovnic složených z výsledků přímých měření různých kombinací těchto veličin.

Příklad kumulativního měření: měření odporů rezistorů zapojených do trojúhelníku měřením odporů mezi různými vrcholy trojúhelníku; podle výsledků tří měření se určí odpory rezistorů.

Interakce měřicích přístrojů s předmětem je založena na fyzikálních jevech, jejichž souhrn je princip měření , a nazývá se soubor metod pro použití principu a měřicích přístrojů metoda měření .

Metody měření klasifikován podle následujících kritérií:

podle fyzikálního principu, na kterém je měření založeno – elektrické, mechanické, magnetické, optické atd.;

míra interakce mezi prostředkem a předmětem měření - kontaktní a bezkontaktní;

způsob interakce mezi prostředkem a objektem měření - statický a dynamický;

typ měřicích signálů - analogové a digitální;

organizace porovnávání naměřené hodnoty s mírou - metody přímého hodnocení a porovnávání s mírou.

V metoda přímého hodnocení (počítací) hodnotu měřené veličiny zjišťuje přímo čtecí zařízení přímého převodního měřícího přístroje, jehož stupnice byla předem zkalibrována pomocí vícehodnotové míry, která reprodukuje známé hodnoty měřené veličiny. V zařízeních s přímým převodem operátor během procesu měření porovnává polohu ukazatele čtecího zařízení a stupnici, na které se provádí čtení. Příkladem přímého měření je měření proudu ampérmetrem.

Metody porovnávání měření - metody, ve kterých se porovnává naměřená hodnota a hodnota reprodukovaná měřením. Srovnání může být přímé nebo nepřímé prostřednictvím jiných veličin, které s první jednoznačně souvisejí. Charakteristickým rysem srovnávacích metod je přímá účast na procesu měření míry známé veličiny, homogenní s měřenou.

Skupina srovnávacích metod s mírou zahrnuje tyto metody: nulová, diferenciální, substituční a koincidenční.

V nulová metoda měření, rozdíl mezi naměřenou hodnotou a známou hodnotou nebo rozdíl mezi účinky vyvolanými naměřenými a známými hodnotami se během procesu měření sníží na nulu, což je zaznamenáno vysoce citlivým zařízením - nulovým indikátorem. S vysokou přesností měření reprodukujících známou hodnotu a vysokou citlivostí nulového indikátoru lze dosáhnout vysoké přesnosti měření. Příkladem aplikace nulové metody je měření odporu rezistoru pomocí čtyřramenného můstku, ve kterém je úbytek napětí na rezistoru

s neznámým odporem je vyvážen úbytkem napětí na rezistoru známého odporu.

V diferenciální metoda rozdíl mezi naměřenou hodnotou a známou, reprodukovatelnou mírou se měří pomocí měřicího přístroje. Neznámá hodnota se určí ze známé hodnoty a naměřeného rozdílu. V tomto případě není vyvážení naměřené hodnoty se známou hodnotou provedeno úplně, a to je rozdíl mezi diferenciální metodou a nulovou metodou. Diferenciální metoda může také poskytnout vysokou přesnost měření, pokud je známá hodnota reprodukována s vysokou přesností a rozdíl mezi ní a neznámou hodnotou je malý.

Příkladem měření touto metodou je měření stejnosměrného napětí Ux pomocí diskrétního děliče napětí R U a voltmetru V (obr. 1). Neznámé napětí Ux = U0 + ΔUx, kde U0 je známé napětí, ΔUx je naměřený rozdíl napětí.

V substituční metoda měřená hodnota a známá hodnota jsou střídavě připojeny na vstup zařízení a hodnota neznámé hodnoty je odhadována ze dvou odečtů zařízení. Nejmenší chyba měření je dosažena, když v důsledku výběru známé hodnoty vydá zařízení stejný výstupní signál jako u neznámé hodnoty. Touto metodou lze dosáhnout vysoké přesnosti měření s vysokou přesností měření známé hodnoty a vysokou citlivostí přístroje. Příkladem této metody je přesné měření malého napětí pomocí vysoce citlivého galvanometru, ke kterému se nejprve připojí neznámý zdroj napětí a určí se výchylka ručičky a poté se stejné výchylky ručičky dosáhne pomocí nastavitelného zdroje známé napětí. V tomto případě se známé napětí rovná neznámému.

V metoda zápasu měření rozdílu mezi naměřenou hodnotou a hodnotou reprodukovanou měřením pomocí shody značek na stupnici nebo periodických signálů. Příkladem této metody je měření rychlosti součásti pomocí zábleskové lampy: pozorování polohy značky na rotující součásti v okamžicích blikání lampy, rychlost součásti je určena z frekvence záblesků a offsetu. značky.

KLASIFIKACE MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ

Měřicí přístroj (SI) - technické prostředky určené pro měření, normalizované metrologické charakteristiky, reprodukci a (nebo) ukládání jednotky fyzikální veličiny, jejíž velikost se předpokládá neměnná (v rámci stanovené chyby) po známý časový interval.

Podle účelu se SI dělí na míry, měřicí převodníky, měřicí přístroje, měřicí instalace a měřicí systémy.

Změřte - měřicí přístroj určený k reprodukci a (nebo) uchování fyzikální veličiny jednoho nebo více určených rozměrů, jejichž hodnoty jsou vyjádřeny v ustálených jednotkách a jsou známy s požadovanou přesností. Existují opatření:

- jednoznačný- reprodukování fyzického množství stejné velikosti;

- polysémantický - reprodukování fyzického množství různých velikostí;

- soubor opatření- soubor měr různých velikostí téže fyzikální veličiny, určený pro praktické použití jak jednotlivě, tak v různých kombinacích;

- obchod s měřením – soubor opatření konstrukčně sdružených do jediného zařízení, ve kterém jsou zařízení pro jejich spojení v různých kombinacích.

Měřicí převodník - technický nástroj s normativními metrologickými charakteristikami, který slouží k převodu naměřené hodnoty na jinou hodnotu nebo měřicí signál vhodný ke zpracování. Tato transformace musí být provedena s danou přesností a zajistit požadovaný funkční vztah mezi výstupními a vstupními hodnotami převodníku.

Měřicí převodníky lze klasifikovat podle:

podle charakteru transformace se rozlišují tyto typy měřicích převodníků: elektrické veličiny na elektrické, magnetické na elektrické, neelektrické na elektrické;

místo v měřicím obvodu a funkce rozlišují mezi primárními, mezilehlými, stupnicovými a vysílacími převodníky.

Měřící zařízení - měřicí přístroj určený k získávání hodnot měřené fyzikální veličiny ve stanoveném rozsahu.

Měřicí přístroje se dělí na:

podle formy registrace naměřené hodnoty - na analogovou a digitální;

použití - ampérmetry, voltmetry, frekvenční metry, fázoměry, osciloskopy atd.;

určení - přístroje pro měření elektrických a neelektrických fyzikálních veličin;

akce - integrující a shrnující;

způsob indikace hodnot měřené hodnoty - zobrazení, signalizace a záznam;

způsob převodu naměřené hodnoty - přímé hodnocení (přímý převod) a porovnání;

způsob aplikace a provedení - panelový, přenosný, stacionární;

ochrana před vlivy vnějších podmínek - běžná, vlhko-, plynotěsná, prachotěsná, utěsněná, nevýbušná atd.

Nastavení měření - soubor funkčně kombinovaných měřidel, měřicích přístrojů, měřicích převodníků a dalších zařízení, určených k měření jedné nebo více fyzikálních veličin a umístěných na jednom místě.

Měřicí systém - soubor funkčně kombinovaných měřidel, měřicích přístrojů, měřicích převodníků, počítačů a dalších technických prostředků umístěných na různých místech řízeného objektu za účelem měření jedné nebo více fyzikálních veličin, které jsou tomuto objektu vlastní, a generování měřicích signálů pro různé účely. Podle účelu se měřící systémy dělí na informační, kontrolní, řídící atp.

Měřicí a výpočetní komplex - funkčně integrovaný soubor měřicích přístrojů, počítačů a pomocných zařízení, určený k provádění konkrétního měřicího úkolu jako součást měřicího systému.

Podle metrologických funkcí se SI dělí na etalony a pracovní měřidla.

Standardní jednotka fyzikální veličiny - měřidlo (nebo soubor měřidel) určené k reprodukci a (nebo) uložení jednotky a přenesení její velikosti na nižší měřidla podle ověřovacího schématu a schválené jako etalon předepsaným způsobem.

Pracovní měřicí přístroj - jedná se o měřicí přístroj používaný v měřicí praxi a nesouvisející s přenosem jednotek velikosti fyzikálních veličin na jiné měřicí přístroje.

METROLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ

Metrologická charakteristika měřidla - charakteristika jedné z vlastností měřicího přístroje, která ovlivňuje výsledek a chybu jeho měření. Metrologické charakteristiky stanovené normativními a technickými dokumenty se nazývají normalizované metrologické vlastnosti, a ty určené experimentálně skutečné metrologické charakteristiky.

Konverzní funkce (statická převodní charakteristika) – funkční závislost mezi informativními parametry výstupních a vstupních signálů měřicího přístroje.

chyba SI - nejdůležitější metrologická charakteristika, definovaná jako rozdíl mezi indikací měřidla a skutečnou (skutečnou) hodnotou měřené veličiny.

Citlivost SI - vlastnost měřicího přístroje, určená poměrem změny výstupního signálu tohoto přístroje ke změně měřené hodnoty, která ji způsobuje. Rozlišujte mezi absolutní a relativní citlivostí. Absolutní citlivost je určena vzorcem

Relativní citlivost - podle vzorce

,

kde ΔY je změna výstupního signálu; ΔX je změna naměřené hodnoty, X je naměřená hodnota.

Hodnota dílku měřítka ( přístrojová konstanta ) – rozdíl v hodnotě veličiny odpovídající dvěma sousedním značkám na stupnici SI.

Práh citlivosti - nejmenší hodnota změny fyzikální veličiny, od které ji lze tímto způsobem měřit. Práh citlivosti v jednotkách vstupní hodnoty.

Rozsah měření - rozsah hodnot, ve kterém jsou normalizovány meze přípustné chyby SI. Hodnoty veličiny, které omezují rozsah měření zdola a shora (vlevo a vpravo), se nazývají příslušně spodní a horní limit měření. Nazývá se rozsah stupnice přístroje, omezený počáteční a konečnou hodnotou stupnice indikační rozsah.

Variace indikací - největší změna výstupního signálu zařízení za konstantních vnějších podmínek. Je to důsledek tření a vůle v uzlech zařízení, mechanické a magnetické hystereze prvků atd.

Variace výstupu - je to rozdíl mezi hodnotami výstupního signálu, které odpovídají stejné skutečné hodnotě vstupní veličiny při pomalém přibližování zleva a zprava k zvolené hodnotě vstupní veličiny.

dynamické vlastnosti, tj. charakteristiky setrvačných vlastností (prvků) měřicího zařízení, které určují závislost výstupního signálu MI na časově proměnných veličinách: parametry vstupního signálu, vnější ovlivňující veličiny, zatížení.

KLASIFIKACE CHYB

Postup měření se skládá z následujících fází: přijetí modelu objektu měření, výběr metody měření, výběr SI a provedení experimentu k získání výsledku. V důsledku toho se výsledek měření liší od skutečné hodnoty měřené veličiny o určitou částku, tzv chyba Měření. Měření lze považovat za úplné, pokud je zjištěna naměřená hodnota a uvedena možná míra její odchylky od skutečné hodnoty.

Podle způsobu vyjádření se chyby měřicích přístrojů dělí na absolutní, relativní a redukované.

Absolutní chyba - chyba SI, vyjádřená v jednotkách měřené fyzikální veličiny:

Relativní chyba - chyba SI vyjádřená jako poměr absolutní chyby měřicího přístroje k výsledku měření nebo ke skutečné hodnotě měřené fyzikální veličiny:

U měřícího zařízení γrel charakterizuje chybu v daném bodě stupnice, závisí na hodnotě měřené veličiny a má nejmenší hodnotu na konci stupnice přístroje.

Snížená chyba - relativní chyba vyjádřená jako poměr absolutní chyby měřicího přístroje k podmíněně přijaté hodnotě veličiny, která je konstantní v celém rozsahu měření nebo v části rozsahu:

kde Хnorm je normalizační hodnota, tj. nějaká nastavená hodnota, ve vztahu ke které se vypočítá chyba. Normalizační hodnotou může být horní mez měření SI, rozsah měření, délka stupnice atd.

Z důvodu a podmínek pro vznik chyb měřicích přístrojů se dělí na hlavní a doplňkové.

Hlavní chyba toto je chyba SI za normálních provozních podmínek.

Další chyba - složka chyby MI, vznikající vedle hlavní chyby odchylkou některé z ovlivňujících veličin od její normální hodnoty nebo jejím přesahem za normální rozsah hodnot.

Limit přípustné základní chyby - největší základní chyba, při které lze měřicí přístroj uznat jako způsobilý a schválený k použití podle specifikací.

Limit přípustné dodatečné chyby - toto je největší dodatečná chyba, při které lze měřicí přístroj použít.

Zobecněná charakteristika tohoto typu měřicích přístrojů, zpravidla odrážející úroveň jejich přesnosti, určenou mezemi přípustných základních a dodatečných chyb, jakož i dalšími charakteristikami, které přesnost ovlivňují, se nazývá třída přesnosti SI.

Systematická chyba - složka chyby měřicího přístroje, braná jako konstantní nebo pravidelně se měnící.

Náhodná chyba - složka chyby SI, která se náhodně mění.

slečny – hrubé chyby spojené s chybami obsluhy nebo nezodpovězené vnějšími vlivy.

V závislosti na hodnotě naměřené hodnoty se chyby MI dělí na aditivní, nezávislé na hodnotě vstupní hodnoty X, a multiplikativní - úměrné X.

Aditivní chyba Δadd nezávisí na citlivosti zařízení a je konstantní pro všechny hodnoty vstupní veličiny X v rozsahu měření. Příklad: nulová chyba, chyba diskrétnosti (kvantizace) v digitálních přístrojích. Pokud má zařízení pouze aditivní chybu nebo výrazně převyšuje ostatní komponenty, pak se hranice dovolené základní chyby normalizuje ve formě redukované chyby.

Multiplikativní chyba závisí na citlivosti zařízení a mění se úměrně k aktuální hodnotě vstupní proměnné. Pokud má zařízení pouze multiplikační chybu nebo je významná, pak je hranice dovolené relativní chyby vyjádřena jako relativní chyba. Třída přesnosti takového SI je označena jedním číslem umístěným v kruhu a rovnající se hranici dovolené relativní chyby.

Podle vlivu charakteru změny měřené hodnoty se chyby MI dělí na statické a dynamické.

statické chyby - chyba SI použitá při měření fyzikální veličiny, braná jako konstanta.

Dynamická chyba - Chyba MI, ke které dochází při měření měnící se (v procesu měření) fyzikální veličiny, která je důsledkem inerciálních vlastností SI.

SYSTEMATICKÉ CHYBY

Podle charakteru změny se systematické chyby dělí na konstanty (zachující velikost a znaménko) a proměnné (měnící se podle určitého zákona).

Podle příčin vzniku se systematické chyby dělí na metodické, instrumentální a subjektivní.

Metodologické chyby vznikají v důsledku nedokonalosti, neúplnosti teoretických zdůvodnění převzaté metody měření, používání zjednodušujících předpokladů a předpokladů při odvozování aplikovaných vzorců, v důsledku špatné volby měřených veličin.

Ve většině případů jsou metodologické chyby systematické a někdy náhodné (například když koeficienty pracovních rovnic metody měření závisí na podmínkách měření, které se náhodně mění).

Instrumentální chyby jsou určeny vlastnostmi použitého SI, jejich vlivem na předmět měření, technologii a kvalitu výroby.

Subjektivní chyby jsou způsobeny stavem operátora provádějícího měření, jeho polohou při práci, nedokonalostí smyslových orgánů, ergonomickými vlastnostmi měřících přístrojů - to vše ovlivňuje přesnost zaměřování.

Detekce příčin a typu funkční závislosti umožňuje kompenzovat systematickou chybu zavedením vhodných korekcí (opravných faktorů) do výsledku měření.

NÁHODNÉ CHYBY

Úplným popisem náhodné veličiny a potažmo chyby je její distribuční zákon, který určuje povahu vzhledu různých výsledků jednotlivých měření.

V praxi elektrických měření existují různé distribuční zákony, z nichž některé jsou diskutovány níže.

Zákon normálního rozdělení (Gaussův zákon). Tento zákon je jedním z nejběžnějších distribučních zákonů pro chyby. To je vysvětleno skutečností, že v mnoha případech je chyba měření tvořena působením velkého souboru různých, na sobě nezávislých příčin. Na základě centrální limitní věty teorie pravděpodobnosti bude výsledkem těchto příčin chyba rozdělená podle normálního zákona za předpokladu, že žádná z těchto příčin výrazně nepřevládá.

Normální rozdělení chyb je popsáno vzorcem

kde ω(Δx) - hustota pravděpodobnosti chyby Δx; σ[Δx] - směrodatná odchylka chyby; Δxc - systematická složka chyby.

Forma normálního zákona je znázorněna na Obr. 1a pro dvě hodnoty σ[Δx]. Protože

Pak zákon rozdělení náhodné složky chyby

má stejný tvar (obr. 1b) a je popsán výrazem

kde je směrodatná odchylka náhodné složky chyby; = σ [∆x]

Rýže. 1. Normální rozdělení chyby měření (a) a náhodné složky chyby měření (b) Obr.

Distribuční zákon chyby Δx se tedy liší od distribučního zákona náhodné složky chyby pouze posunem podél osy úsečky o hodnotu systematické složky chyby Δхс.

Z teorie pravděpodobnosti je známo, že oblast pod křivkou hustoty pravděpodobnosti charakterizuje pravděpodobnost chyby. Z obr. 1, b je vidět, že pravděpodobnost R výskyt chyby v rozsahu ± at je větší než at (oblasti charakterizující tyto pravděpodobnosti jsou stínované). Celková plocha pod distribuční křivkou je vždy 1, tedy celková pravděpodobnost.

S ohledem na to lze tvrdit, že chyby, jejichž absolutní hodnoty překračují, se objevují s pravděpodobností rovnou 1 - R, což pro je méně než pro . Proto čím menší, tím méně často dochází k velkým chybám, tím přesnější jsou měření. Směrodatnou odchylku lze tedy použít k charakterizaci přesnosti měření:

Zákon o jednotné distribuci. Pokud chyba měření se stejnou pravděpodobností může nabývat jakékoli hodnoty, které nepřesahují určité hranice, pak je taková chyba popsána zákonem o rovnoměrném rozdělení. V tomto případě je hustota pravděpodobnosti chyby ω(Δx) uvnitř těchto hranic konstantní a mimo tyto hranice se rovná nule. Zákon rovnoměrného rozdělení je znázorněn na Obr. 2. Analyticky to lze zapsat následovně:

Pro –Δx1 ≤ Δx ≤ + Δx1;

Obr 2. Zákon o rovnoměrném rozdělení

S takovým distribučním zákonem jsou chyby z tření v podpěrách elektromechanických zařízení, nevyloučené zbytky systematických chyb a chyba diskretizace v digitálních zařízeních v dobré shodě.

Zákon lichoběžníkového rozdělení. Toto rozložení je graficky znázorněno na obr. 3, A. Chyba má takový distribuční zákon, pokud je tvořena ze dvou nezávislých složek, z nichž každá má zákon rovnoměrného rozdělení, ale šířka intervalu rovnoměrných zákonů je různá. Například, když jsou dva měřicí převodníky zapojeny do série, z nichž jeden má chybu rovnoměrně rozloženou v intervalu ±Δx1 a druhý rovnoměrně rozloženu v intervalu ± Δx2, bude celková chyba převodu popsána lichoběžníkovým distribučním zákonem.

Trojúhelníkový distribuční zákon (Simpsonův zákon). Toto rozdělení (viz obr. 3, b) je speciální případ lichoběžníku, kdy součásti mají stejné zákony rovnoměrného rozdělení.

Bimodální distribuční zákony. V praxi měření existují dvoumodální distribuční zákony, tj. distribuční zákony, které mají dvě maxima hustoty pravděpodobnosti. V zákoně bimodální distribuce, což může být u zařízení, která mají chybu z vůle kinematických mechanismů nebo z hystereze, když části zařízení obracejí magnetizaci.

Obr.3. Lichoběžníkové (A) a trojúhelníkové (b) zákony rozdělení

Pravděpodobnostní přístup k popisu chyb. Bodové odhady distribučních zákonů.

Když se opakovaná pozorování stejné konstantní hodnoty provádějí se stejnou pečlivostí a za stejných podmínek, získáme výsledky. liší se od sebe, to naznačuje přítomnost náhodných chyb v nich. Každá taková chyba vzniká jako výsledek současného vlivu mnoha náhodných poruch na výsledek pozorování a je sama o sobě náhodnou veličinou. V tomto případě není možné předvídat výsledek individuálního pozorování a korigovat jej zavedením korekce. Pouze s jistou mírou jistoty lze tvrdit, že skutečná hodnota měřené veličiny je v rámci rozptylu výsledků pozorování od n>.m do Xn. aha kde xtt. V<а - соответственно, нижняя и верхняя границы разброса. Однако остается неясным, какова вероятность появления того или ^иного значения погрешности, какое из множества лежащих в этой области значений величины принять за результат измерения и какими показателями охарактеризовать случайную погрешность результата. Для ответа на эти вопросы требуется принципиально иной, чем при анализе систематических погрешностей, подход. Подход этот основывается на рассмотрении результатов наблюдений, результатов измерений и случайных погрешностей как случайных величин. Методы теории вероятностен и математической статистики позволяют установить вероятностные (статистические) закономерности появления случайных погрешностей и на основании этих закономерностей дать количественные оценки результата измерения и его случайной погрешности

V praxi jsou všechny výsledky měření a náhodné chyby diskrétními veličinami, tedy veličinami xi, jejichž možné hodnoty jsou od sebe oddělitelné a lze je spočítat. Při použití diskrétních náhodných veličin vzniká problém najít bodové odhady pro parametry jejich distribučních funkcí na základě Vzorky -řada hodnot xi přijatých náhodnou proměnnou x v n nezávislých experimentech. Použitý vzorek musí být zástupce(reprezentativní), to znamená, že by měl poměrně dobře reprezentovat poměry běžné populace.

Zavolá se odhad parametru směřovat, pokud je vyjádřena jako jediné číslo. Problém hledání bodových odhadů je speciálním případem statistického problému hledání odhadů pro parametry distribuční funkce náhodné veličiny na základě vzorku. Na rozdíl od samotných parametrů jsou jejich bodové odhady náhodné veličiny a jejich hodnoty závisí na množství experimentálních dat a zákonu

rozdělení - ze zákonů rozdělení samotných náhodných veličin.

Bodové odhady mohou být konzistentní, nezaujaté a efektivní. Bohatý tzv. odhad, který se zvětšováním velikosti vzorku blíží pravděpodobnosti skutečné hodnotě numerické charakteristiky. objektivní se nazývá odhad, jehož matematické očekávání se rovná odhadované číselné charakteristice. Většina účinný zvažte, že z „několika možných nezaujatých odhadů, který má nejmenší rozptyl. Požadavek nestrannosti není v praxi vždy rozumný, protože odhad s malým vychýlením a malým rozptylem může být vhodnější než nezaujatý odhad s velkým rozptylem. V praxi není vždy možné splnit všechny tři tyto požadavky současně, ale výběru posudku by měla předcházet jeho kritická analýza ze všech uvedených hledisek.

Nejběžnější metodou pro získávání odhadů je metoda maximální věrohodnosti, která vede k asymptoticky nezaujatým a efektivním odhadům s přibližně normálním rozdělením. Mezi další metody patří metody momentů a nejmenších čtverců.

Bodový odhad MO výsledku měření je aritmetický průměr měřená veličina

Pro jakýkoli zákon o distribuci jde o konzistentní a nezaujatý odhad a také o nejúčinnější z hlediska kritéria nejmenších čtverců.

Bodový odhad rozptylu, určený vzorcem

je nezaujatý a konzistentní.

RMS náhodné veličiny x je definována jako druhá odmocnina rozptylu. V souladu s tím lze jeho odhad zjistit tak, že se vezme kořen z odhadu rozptylu. Tato operace je však nelineární postup, který vede ke zkreslení takto získaného odhadu. Pro korekci odhadu RMS se zavádí korekční faktor k(n), který závisí na počtu pozorování n. Mění se z

k(3) = 1,13 až k(∞) ≈ 1.03. Odhad standardní odchylky

Získané odhady MO a SD jsou náhodné veličiny. To se projevuje tím, že při opakování série n pozorování budou pokaždé získány jiné odhady a. Je účelné odhadnout rozptyl těchto odhadů pomocí RMS Sx Sσ.

RMS odhad aritmetického průměru

RMS odhad směrodatné odchylky

Z toho vyplývá, že relativní chyba při stanovení směrodatné odchylky může být

hodnoceno jako

.

Závisí pouze na špičatosti a počtu pozorování ve vzorku a nezávisí na směrodatné odchylce, tedy přesnosti, s jakou jsou měření provedena. Vzhledem k tomu, že velké množství měření se provádí poměrně zřídka, může být chyba v určení σ poměrně značná. V každém případě je větší než chyba způsobená vychýlením odhadu extrakcí odmocniny a eliminována korekčním faktorem k(n). V tomto ohledu se v praxi zanedbává vychýlení v odhadu RMS jednotlivých pozorování a je určeno vzorcem

tj. uvažujme k(n)=1.

Někdy se pro výpočet RMS odhadů jednotlivých pozorování a výsledku měření ukazuje jako výhodnější použít následující vzorce:

Bodové odhady ostatních distribučních parametrů se používají mnohem méně často. Odhady koeficientu asymetrie a špičatosti se zjistí pomocí vzorců

Definice rozptylu odhadů koeficientu asymetrie a špičatosti je popsána různými vzorci v závislosti na typu rozdělení. Stručný přehled těchto vzorců je uveden v literatuře.

Pravděpodobnostní přístup k popisu náhodných chyb.

Střed a momenty distribuce.

V důsledku měření se získá hodnota měřené veličiny ve formě čísla v přijatých jednotkách velikosti. Chyba měření je také vhodně vyjádřena jako číslo. Chyba měření je však náhodná veličina, jejímž vyčerpávajícím popisem může být pouze distribuční zákon. Z teorie pravděpodobnosti je známo, že distribuční zákon lze charakterizovat pomocí číselných charakteristik (nenáhodných čísel), které se používají ke kvantifikaci chyby.

Hlavní numerické charakteristiky distribučních zákonů jsou matematické očekávání a disperze, které jsou určeny výrazy:

kde M- matematický symbol očekávání; D- variační symbol.

Matematické očekávání chyby měření je nenáhodná hodnota, vzhledem k níž se ostatní hodnoty chyb při opakovaných měřeních rozptylují. Matematické očekávání charakterizuje systematickou složku chyby měření, tj. M [Δх]=ΔxC. Jako číselná charakteristika chyby

M [Δx] označuje vychýlení výsledků měření vzhledem ke skutečné hodnotě naměřené hodnoty.

Rozptyl chyb D [Δх] charakterizuje stupeň rozptylu (rozptyl) jednotlivých chybových hodnot vzhledem k matematickému očekávání. Protože k rozptylu dochází v důsledku náhodné složky chyby, pak .

Čím menší je rozptyl, tím menší je rozptyl, tím přesnější jsou měření. Proto může rozptyl sloužit jako charakteristika přesnosti měření. Rozptyl je však vyjádřen v jednotkách druhé mocniny chyby. Proto jako číselnou charakteristiku přesnosti měření používáme směrodatná odchylka s kladným znaménkem a vyjádřená v jednotkách chyby.

Obvykle se při provádění měření snaží získat výsledek měření s chybou, která nepřesahuje přípustnou hodnotu. Znalost pouze směrodatné odchylky neumožňuje najít maximální chybu, která může nastat během měření, což ukazuje na omezené možnosti takové numerické chybové charakteristiky, jako je σ[Δx] . Navíc za různých podmínek měření, kdy se zákony rozdělení chyb mohou navzájem lišit, je chyba S menší rozptyl může nabývat větších hodnot.

Maximální hodnoty chyb nezávisí pouze na σ[Δx] , ale také na podobě distribučního zákona. Když je rozdělení chyby teoreticky neomezené, například s normálním distribučním zákonem, může mít chyba libovolnou hodnotu. V tomto případě lze mluvit pouze o intervalu, za který chyba s určitou pravděpodobností nepřekročí. Tento interval se nazývá interval spolehlivosti, charakterizující jeho pravděpodobnost - pravděpodobnost spolehlivosti, a hranice tohoto intervalu jsou hodnoty spolehlivosti chyby.

V praxi měření se používají různé hodnoty pravděpodobnosti spolehlivosti, například: 0,90; 0,95; 0,98; 0,99; 0,9973 a 0,999. Interval spolehlivosti a úroveň spolehlivosti se volí v závislosti na konkrétních podmínkách měření. Takže například při normálním rozdělení náhodných chyb se směrodatnou odchylkou se často používá interval spolehlivosti od do, pro který je pravděpodobnost spolehlivosti rovna

0,9973. Taková pravděpodobnost spolehlivosti znamená, že v průměru z 370 náhodných chyb bude pouze jedna chyba v absolutní hodnotě.

Vzhledem k tomu, že v praxi počet jednotlivých měření zřídka překročí několik desítek, je výskyt byť jedné náhodné chyby větší než

Nepravděpodobná událost, přítomnost dvou takových chyb je téměř nemožná. To nám umožňuje s dostatečným odůvodněním tvrdit, že všechny možné náhodné chyby měření rozdělené podle normálního zákona prakticky nepřekračují absolutní hodnotu (pravidlo „tři sigma“).

V souladu s GOST je interval spolehlivosti jednou z hlavních charakteristik přesnosti měření. Tato norma stanoví jednu z forem prezentace výsledku měření v následující formě: x; Δx od Axn do Δxin1; R , kde x - výsledek měření v jednotkách naměřené hodnoty; Δx, Δxн, Δxв - v tomto pořadí chyba měření s dolní a horní mezí ve stejných jednotkách; R - pravděpodobnost, s jakou je chyba měření v těchto mezích.

GOST umožňuje i jiné formy prezentace výsledku měření, které se od výše uvedené formy liší tím, že samostatně udávají charakteristiky systematické a náhodné složky chyby měření. Zároveň jsou u systematické chyby uvedeny její pravděpodobnostní charakteristiky. Již dříve bylo uvedeno, že někdy musí být systematická chyba odhadnuta z pravděpodobnostního hlediska. V tomto případě jsou hlavní charakteristiky systematické chyby М [Δхс], σ [Δхс] a jejich interval spolehlivosti. Oddělení systematické a náhodné složky chyby je vhodné, pokud bude výsledek měření použit při dalším zpracování dat, např. při zjišťování výsledku nepřímých měření a posuzování jeho přesnosti, při sčítání chyb apod.

Jakákoli z forem prezentace výsledku měření poskytovaná společností GOST musí obsahovat potřebné údaje, na základě kterých lze určit interval spolehlivosti pro chybu výsledku měření. V obecném případě lze interval spolehlivosti stanovit, pokud je známa forma zákona o rozdělení chyb a hlavní numerické charakteristiky tohoto zákona.

________________________

1 Δxн a Δxв musí být označeny svými znaménky. V obecném případě |Δxн| nemusí být rovno |Δxв|. Pokud jsou meze chyb symetrické, tj. |Δxн| = |Δxv| = Δx, pak lze výsledek měření zapsat následovně: x ±Δx; P.

ELEKTROMECHANICKÉ ZAŘÍZENÍ

Elektromechanické zařízení obsahuje měřicí obvod, měřicí mechanismus a čtecí zařízení.

Magnetoelektrická zařízení.

Magnetoelektrické přístroje se skládají z magnetoelektrického měřícího mechanismu se čtecím zařízením a měřicího obvodu. Tyto přístroje slouží k měření stejnosměrných proudů a napětí, odporů, množství elektřiny (balistické galvanometry a coulombmetry), dále k měření či indikaci malých proudů a napětí (galvanometry). Kromě toho se pro záznam elektrických veličin používají magnetoelektrické přístroje (samozáznamové přístroje a osciloskopické galvanometry).

Točivý moment v měřicím mechanismu magnetoelektrického zařízení vzniká jako výsledek interakce magnetického pole permanentního magnetu a magnetického pole cívky s proudem. Používají se magnetoelektrické mechanismy s pohyblivou cívkou a pohyblivým magnetem. (Nejběžnější s pohyblivou cívkou).

Výhody: vysoká citlivost, nízká vlastní spotřeba energie, lineární a stabilní jmenovitá statická převodní charakteristika α=f(I), žádný vliv elektrických polí a malý vliv magnetických polí (díky poměrně silnému poli ve vzduchové mezeře (0,2 - 1,2 l)).

Nevýhody: malá proudová přetížitelnost, relativní složitost a vysoká cena, reagují pouze na stejnosměrný proud.

Elektrodynamická (ferodynamická) zařízení.

Elektrodynamické (ferodynamické) přístroje se skládají z elektrodynamického (ferodynamického) měřícího mechanismu se čtecím zařízením a měřicím obvodem. Tyto přístroje slouží k měření stejnosměrných a střídavých proudů a napětí, výkonu v obvodech stejnosměrného a střídavého proudu, fázového úhlu mezi střídavými proudy a napětími. Elektrodynamické přístroje jsou nejpřesnější elektromechanické přístroje pro střídavé obvody.

Točivý moment v elektrodynamických a ferodynamických měřicích mechanismech vzniká jako výsledek interakce magnetických polí pevných a pohyblivých cívek s proudy.

Výhody: pracují na stejnosměrný i střídavý proud (do 10 kHz) s vysokou přesností a vysokou stabilitou svých vlastností.

Nevýhody: elektrodynamické měřicí mechanismy mají ve srovnání s magnetoelektrickými mechanismy nízkou citlivost. Proto mají velkou vlastní spotřebu energie. Elektrodynamické měřicí mechanismy mají nízkou proudovou přetížitelnost, jsou poměrně složité a drahé.

Ferodynamický měřicí mechanismus se od elektrodynamického mechanismu liší tím, že jeho pevné cívky mají magnetický obvod z magneticky měkkého plechu, což umožňuje výrazně zvýšit magnetický tok a následně i točivý moment. Použití feromagnetického jádra však vede k chybám způsobeným jeho vlivem. Ferodynamické měřicí mechanismy jsou přitom vnějšími magnetickými poli málo ovlivněny.

Elektromagnetická zařízení

Elektromagnetické přístroje se skládají z elektromagnetického měřicího mechanismu se čtecím zařízením a měřicího obvodu. Používají se k měření střídavých a stejnosměrných proudů a napětí, k měření frekvence a fázového posunu mezi střídavým proudem a napětím. Vzhledem k relativně nízké ceně a uspokojivému výkonu tvoří elektromagnetická zařízení většinu celého vozového parku panelových přístrojů.

Točivý moment v těchto mechanismech vzniká v důsledku interakce jednoho nebo více feromagnetických jader pohyblivé části a magnetického pole cívky, jejímž vinutím protéká proud.

Výhody: jednoduchost konstrukce a nízká cena, vysoká provozní spolehlivost, schopnost odolávat velkým přetížením, schopnost pracovat v obvodech stejnosměrného i střídavého proudu (cca do 10 kHz).

Nevýhody: malá přesnost a malá citlivost, silný vliv na činnost vnějších magnetických polí.

elektrostatická zařízení.

Základem elektrostatických přístrojů je elektrostatický měřicí mechanismus se čtecím zařízením. Používají se především k měření střídavého a stejnosměrného napětí.

Točivý moment v elektrostatických mechanismech vzniká jako výsledek interakce dvou systémů nabitých vodičů, z nichž jeden je pohyblivý.

Indukční zařízení.

Indukční zařízení se skládají z indukčního měřicího mechanismu se čtecím zařízením a měřicího obvodu.

Princip činnosti indukčních měřicích mechanismů je založen na interakci magnetických toků elektromagnetů a vířivých proudů indukovaných magnetickými toky v pohyblivé části vyrobené ve formě hliníkového disku. V současné době se z indukčních zařízení používají měřiče elektrické energie v obvodech střídavého proudu.

Odchylka výsledku měření od skutečné hodnoty měřené veličiny se nazývá chyba měření. Chyba měření Δx = x - xi, kde x je naměřená hodnota; xi je skutečná hodnota.

Protože skutečná hodnota není známa, v praxi se chyba měření odhaduje na základě vlastností měřicího přístroje, podmínek experimentu a analýzy výsledků. Získaný výsledek se liší od skutečné hodnoty, proto je výsledek měření hodnotný pouze tehdy, je-li uveden odhad chyby v získané hodnotě měřené veličiny. Navíc nejčastěji neurčují konkrétní chybu výsledku, ale stupeň nespolehlivosti- hranice zóny, ve které se chyba nachází.

Koncept se často používá "přesnost měření", - koncept odrážející blízkost výsledku měření ke skutečné hodnotě měřené veličiny. Vysoká přesnost měření odpovídá nízké chybě měření.

V kteroukoli z daného počtu hodnot lze vybrat jako hlavní, ale v praxi se volí hodnoty, které lze reprodukovat a měřit s nejvyšší přesností. V oblasti elektrotechniky jsou hlavními veličinami délka, hmotnost, čas a síla elektrického proudu.

Závislost každé odvozené veličiny na hlavních je zobrazena její dimenzí. Dimenze množství je produktem označení hlavních veličin umocněných na příslušné mocniny a je jeho kvalitativní charakteristikou. Rozměry veličin jsou určeny na základě odpovídajících fyzikálních rovnic.

Fyzikální veličina je dimenzionální, pokud jeho rozměr zahrnuje alespoň jednu ze základních veličin umocněnou na mocninu nerovnající se nule. Většina fyzikálních veličin je rozměrová. Nicméně existují bezrozměrný(relativní) veličiny, které jsou poměrem dané fyz množství na stejnojmenný, použitý jako iniciála (odkaz). Bezrozměrné veličiny jsou např. transformační poměr, útlum atp.

Fyzikální veličiny se v závislosti na sadě velikostí, které mohou mít při změně v omezeném rozsahu, dělí na spojité (analogové) a kvantované (diskrétní) podle velikosti (úroveň).

Analogová hodnota může mít nekonečný počet velikostí v daném rozsahu. Jedná se o drtivé množství fyzikálních veličin (napětí, proudová síla, teplota, délka atd.). Kvantováno velikost má pouze spočitelnou sadu velikostí v daném rozsahu. Příkladem takové veličiny může být malý elektrický náboj, jehož velikost je určena počtem elektronových nábojů v něm obsažených. Rozměry kvantizované veličiny mohou odpovídat pouze určitým úrovním - kvantizační úrovně. Rozdíl mezi dvěma sousedními kvantizačními úrovněmi se nazývá kvantizační stupeň (kvantový).

Hodnota analogové veličiny je určena měřením s nevyhnutelnou chybou. Kvantovanou veličinu lze určit počítáním jejích kvant, pokud jsou konstantní.

Fyzikální veličiny mohou být konstantní nebo proměnné v čase. Při měření časově konstantní veličiny stačí určit jednu z jejích okamžitých hodnot. Proměnné v čase mohou mít kvazideterministickou nebo náhodnou povahu změny.

Kvazideterministický Fyzické množství - veličina, u které je znám typ závislosti na čase, ale neznámý měřený parametr této závislosti. Náhodná fyzikální veličina - veličina, jejíž velikost se v čase náhodně mění. Jako zvláštní případ časově proměnných veličin lze vyčlenit časově diskrétní veličiny, tj. veličiny, jejichž rozměry jsou nenulové pouze v určitých časových bodech.

Fyzikální veličiny se dělí na aktivní a pasivní. Aktivní hodnoty(např. mechanická síla, EMF zdroje elektrického proudu) jsou schopny vytvářet informační signály měření bez pomocných zdrojů energie (viz níže). Pasivní veličiny(např. hmotnost, elektrický odpor, indukčnost) nemohou samy generovat signály s informacemi o měření. K tomu je třeba je aktivovat pomocí pomocných zdrojů energie, např. při měření odporu rezistoru jím musí protékat proud. V závislosti na předmětech studia se hovoří o elektrických, magnetických nebo neelektrických veličinách.

Fyzikální veličina, které je podle definice přiřazena číselná hodnota rovna jedné, se nazývá jednotka fyzikální veličiny. Velikost jednotky fyzikální veličiny může být libovolná. Měření však musí být prováděno v obecně uznávaných jednotkách. Společenství jednotek v mezinárodním měřítku je založeno mezinárodními dohodami. Jednotky fyzikálních veličin, podle kterých byla u nás zavedena k povinnému používání mezinárodní soustava jednotek (SI).

Při studiu předmětu studia je nutné alokovat fyzikální veličiny pro měření s přihlédnutím k účelu měření, který se redukuje na studium nebo posouzení případných vlastností předmětu. Vzhledem k tomu, že skutečné objekty mají nekonečnou množinu vlastností, za účelem získání výsledků měření, které jsou adekvátní účelu měření, jsou určité vlastnosti objektů, které jsou významné pro zvolený účel, vyčleněny jako měřené veličiny, tj. objektový model.

STANDARDIZACE

Státní normalizační systém (DSS) na Ukrajině je upraven v hlavních normách pro něj:

DSTU 1.0 - 93 DSS. Základní ustanovení.

DSTU 1.2 - 93 DSS. Postup při tvorbě státních (národních) norem.

DSTU 1.3 - 93 DSS. Postup pro vypracování konstrukce, prezentace, návrhu, schválení, schválení, označení a registrace specifikací.

DSTU 1.4 - 93 DSS. Podnikové standardy. Základní ustanovení.

DSTU 1,5 - 93 DSS. Základní ustanovení pro konstrukci, prezentaci, návrh a obsah norem;

DSTU 1.6 - 93 DSS. Postup pro státní registraci průmyslových norem, norem vědeckých, technických a inženýrských partnerství a společenství (odborů).

DSTU 1.7 - 93 DSS. Pravidla a metody pro přijímání a aplikaci mezinárodních a regionálních norem.

Normalizační orgány jsou:

Ústřední výkonný orgán v oblasti normalizace DKTRSP

Rada pro standardy

Technické komise pro normalizaci

Další subjekty, které se normalizací zabývají.

Klasifikace normativních dokumentů a norem působících na Ukrajině.

Mezinárodní normativní dokumenty, normy a doporučení.

Stát. Ukrajinské standardy.

Republikánské standardy bývalé ukrajinské SSR, schválené před 8. 1. 91.

Nastavení dokumentů Ukrajiny (KND a R)

Stát. Klasifikátory Ukrajiny (DK)

Průmyslové normy a specifikace bývalého SSSR, schválené před 1. 1. 92 s prodlouženou dobou platnosti.

Průmyslové standardy Ukrajiny registrované v UkrNDISSI

Specifikace registrované územními orgány normalizace Ukrajiny.

V tomto článku zjistíme, co je to metrologie. Vědeckotechnický pokrok si lze jen těžko představit bez metod a měřicích přístrojů. Ani v mnoha domácích záležitostech se bez nich neobejdeme. Z tohoto důvodu by tak rozsáhlý a komplexní soubor znalostí nemohl zůstat bez systematizace a oddělení do samostatné oblasti vědy. Právě tento vědecký směr se nazývá metrologie. Vysvětluje různé způsoby měření z vědeckého hlediska. To je předmětem metrologického výzkumu. Činnost metrologů však zahrnuje i praktickou složku.

Co je metrologie

Mezinárodní slovník základních a obecných termínů v metrologii definuje tento pojem jako vědu o měření. Metrologie, stejně jako jakékoli druhy měření, hraje významnou roli téměř ve všech oblastech lidské činnosti. Uplatňují se naprosto všude, včetně kontroly výroby, kvality životního prostředí, bezpečnostních a zdravotních kontrol, ale i posuzování materiálů, výrobků pro potraviny, výrobků pro fair trade a ochranu spotřebitele. Co je základem metrologie?

Pojem „metrologická infrastruktura“ je poměrně často používán. Vztahuje se na měřicí kapacity regionu nebo země jako celku a zahrnuje provoz ověřovacích a kalibračních služeb, laboratoří a metrologických ústavů, jakož i řízení a organizaci metrologického systému.

Základní pojmy

Pojem „metrologie“ je nejčastěji používán v zobecněném smyslu, čímž se rozumí nejen teoretické, ale i praktické aspekty měřicího systému. Pokud chcete specifikovat rozsah, obvykle se používají následující pojmy.

Obecná metrologie

Co je tento typ metrologie? Zabývá se problematikou, která je společná pro všechny oblasti metrologických měření. Obecná metrologie se zabývá praktickými a teoretickými otázkami, které ovlivňují měrné jednotky, a to strukturou soustavy jednotek a také převodem měrných jednotek ve vzorcích. Dále se zabývá problematikou chyb měření, měřicích nástrojů a metrologických vlastností. Dost často se obecné metrologii říká také vědecká. Obecná metrologie pokrývá různé oblasti, např.

Průmyslová metrologie

Co se metrologie používá v průmyslu? Tato oblast vědy se zabývá měřením výroby a také zajišťováním kvality. Hlavními problémy, se kterými se průmyslová nebo technická metrologie potýká, jsou kalibrační intervaly a postupy, kontrola měřicích zařízení, ověřování procesu měření atd. Poměrně často se tento pojem používá při popisu metrologických činností v průmyslovém sektoru.

legální metrologie

Tento termín je z technického hlediska zařazen do seznamu povinných požadavků. Organizace související s oblastí legální metrologie se zabývají ověřováním plnění těchto požadavků za účelem zjištění spolehlivosti a správnosti prováděných postupů měření. To platí pro veřejné oblasti, jako je zdraví, obchod, bezpečnost a životní prostředí. Oblasti, na které se vztahuje legální metrologie, závisí na příslušných předpisech pro každou jednotlivou zemi.

Podívejme se na základy metrologie podrobněji níže.

Základy

Předmětem metrologie je odvozování informací v určitých měrných jednotkách, obsahujících informace o vlastnostech daného objektu, ale i procesech, podle stanovené spolehlivosti a přesnosti.

Metrologickými prostředky se rozumí soubor měřidel a obecně uznávaných etalonů, které umožňují jejich racionální použití. Standardizace a metrologie spolu úzce souvisí.

Objekty

Mezi metrologické objekty patří:

1. Jakákoli veličina, která se měří.
2. Jednotka fyzikální veličiny.
3. Měření.
4. Chyba měření.
5. Metoda měření.
6. Prostředky, kterými se měření provádí.

Kritéria významnosti

Existují také určitá kritéria, která určují společenský význam metrologické práce. Tyto zahrnují:

1. Poskytování spolehlivých a maximálně objektivních informací o provedených měřeních.
2. Ochrana společnosti před nesprávnými výsledky měření za účelem zajištění bezpečnosti.

Cíle

Hlavní cíle technické regulace a metrologie jsou:

1. Zvyšování kvality výrobků tuzemských výrobců a zvyšování jejich konkurenceschopnosti. Jedná se o zvýšení efektivity výroby, automatizaci a mechanizaci procesu tvorby produktů.
2. Přizpůsobení ruského průmyslu obecným požadavkům trhu a překonání bariér technického plánu v oblasti obchodu.
3. Úspora zdrojů různého druhu.
4. Zvyšování efektivity spolupráce na mezinárodním trhu.
5. Vedení evidence vyrobených výrobků a zdrojů materiálového plánu.

Úkoly

Mezi úkoly metrologie patří:

1. Vývoj teorie měření.
2. Vývoj nových prostředků a metod měření.
3. Zajištění jednotných pravidel měření.
4. Zlepšení kvality vybavení používaného pro měřicí práce.
5. Certifikace zařízení pro měření dle platných předpisů.
6. Zlepšení dokumentů upravujících hlavní problematiku metrologie.
7. Další školení personálu, který zajišťuje proces měření.

Druhy

Měření jsou klasifikována podle řady faktorů, a to podle způsobu získávání informací, podle charakteru změn, podle množství informací pro měření, ve vztahu k normálním ukazatelům. Takové jsou druhy metrologie.

Podle způsobu získávání informací se rozlišují přímá a nepřímá a také společná a kumulativní měření.

Jaké jsou prostředky metrologie?

Přímá a nepřímá měření

Přímky jsou chápány jako fyzikální srovnání míry a velikosti. Takže například při měření délky předmětu pomocí pravítka se kvantitativní vyjádření hodnoty délky porovnává s předmětem měření.

Nepřímá měření zahrnují stanovení požadované hodnoty veličiny jako výsledek přímých měření ukazatelů vztahujících se určitým způsobem k testované veličině. Například při měření síly proudu ampérmetrem a voltmetrem - napětí, s přihlédnutím ke vztahu funkční povahy všech veličin, je možné vypočítat výkon celého elektrického obvodu.

Kumulativní a společná měření

Souhrnná měření zahrnují řešení rovnic v systému získaném jako výsledek měření několika veličin stejného typu současně. Požadovaná hodnota se vypočítá řešením tohoto systému rovnic.

Společná měření je definice dvou nebo více nepodobných fyzikálních veličin za účelem výpočtu vztahu mezi nimi. Poslední dva typy měření se poměrně často používají v oblasti elektrotechniky pro stanovení různých typů parametrů.

Podle charakteru změn veličiny při postupech měření se rozlišují dynamická, statistická a statická měření.

Statistický

Statistická měření jsou ta, která jsou spojena s identifikací znaků náhodných procesů, hladin hluku, zvukových signálů atd. Statické změny se naopak vyznačují konstantní měřitelnou hodnotou.

Dynamická měření zahrnují měření veličin, které mají tendenci se v procesu metrologické práce měnit. Dynamická a statická měření jsou v praxi v ideální formě poměrně vzácná.

Vícenásobné a jednoduché

Podle množství informací se měření dělí na vícenásobná a jednotlivá. Jedno měření je chápáno jako jedno měření jedné veličiny. Počet měření tedy plně koreluje s veličinami, které jsou měřeny. Použití tohoto typu měření je spojeno se značnými chybami ve výpočtu, proto se jedná o odvození aritmetického průměru po několika metrologických postupech.

Vícenásobná měření se nazývají měření, která se vyznačují přebytkem počtu metrologických operací nad naměřenými hodnotami. Hlavní výhodou tohoto typu měření je nevýznamný vliv náhodných faktorů na chybu.

Absolutní a relativní

Ve vztahu k hlavním metrologickým jednotkám se rozlišují absolutní a relativní měření.

Absolutní měření zahrnují použití jedné nebo více základních veličin spojených s konstantní konstantou. Relativní jsou založeny na poměru metrologické veličiny k homogenní veličině, použité jako jednotka.

Měřicí stupnice

Pojmy jako měřítko, principy a metody přímo souvisejí s metrologií.

Měřicí stupnice je chápána jako systematizovaný soubor hodnot veličiny v jejím fyzickém vyjádření. Je vhodné zvážit koncept měřící stupnice s použitím teplotních stupnic jako příklad.

Teplota tání ledu je výchozí bod a referenční bod je teplota, při které se voda vaří. Pro jednu jednotku teploty, tedy stupně Celsia, se bere jedna setina výše uvedeného intervalu. Existuje také teplotní stupnice Fahrenheita, jejímž výchozím bodem je teplota tání směsi ledu a čpavku a jako referenční bod se bere normální tělesná teplota. Jedna jednotka Fahrenheita je devadesátá šestina intervalu. Na této stupnici taje led při 32 stupních a voda se vaří při 212. Ukazuje se tedy, že interval Celsia je 100 stupňů a 180 stupňů Fahrenheita.

V metrologickém systému jsou známy i další typy stupnic, například názvy, pořadí, intervaly, poměry atd.

Názvová škála implikuje kvalitativní, nikoli však kvantitativní jednotku. Tento typ váhy nemá počáteční a referenční bod, stejně jako metrologické jednotky. Příkladem takové stupnice může být atlas barev. Používá se k vizuální korelaci malovaného předmětu s referenčními vzorky obsaženými v atlasu. Vzhledem k tomu, že odstínů může být velké množství, měl by srovnání provést zkušený odborník, který má v této oblasti bohaté praktické zkušenosti a také speciální vizuální schopnosti.

Pořadová stupnice je charakterizována hodnotou naměřené hodnoty, vyjádřenou v bodech. Mohou to být stupnice zemětřesení, tvrdost těles, síla větru atd.

Stupnice rozdílů nebo intervalů má relativní nulové hodnoty. Intervaly na této stupnici jsou stanoveny dohodou. Tato skupina zahrnuje měřítka délky a času.

Poměrová stupnice má konkrétní nulovou hodnotu a metrologická jednotka je určena dohodou. Například hmotnostní váha může být odstupňována různými způsoby s ohledem na požadovanou přesnost vážení. Analytické a domácí váhy se od sebe výrazně liší.

Závěr

Metrologie se tak podílí na všech praktických i teoretických oblastech lidské činnosti. Ve stavebnictví se měřením zjišťují strukturální odchylky v určitých rovinách. V lékařské oblasti umožňuje přesné vybavení diagnostické postupy, totéž platí pro strojírenství, kde specialisté používají přístroje, které umožňují provádět výpočty s maximální přesností.

Existují také speciální metrologická střediska, která provádějí technickou regulaci a provádějí rozsáhlé projekty, stanovují předpisy a provádějí systemizaci. Tyto agentury rozšiřují svůj vliv na všechny typy metrologických studií a uplatňují na ně zavedené standardy. Navzdory přesnosti mnoha indikátorů používaných v metrologii se tato věda, stejně jako všechny ostatní, stále posouvá kupředu a prochází určitými změnami a doplňky.

- (Řecky, od metron míra, a logos slovo). Popis vah a mír. Slovník cizích slov obsažených v ruském jazyce. Chudinov A.N., 1910. METROLOGIE Řecké, od metron, míra a loga, pojednání. Popis vah a mír. Vysvětlení 25 000 zahraničních ...... Slovník cizích slov ruského jazyka

Metrologie- Nauka o měření, metodách a prostředcích zajištění jejich jednoty a způsobech dosažení požadované přesnosti. Legální metrologie Obor metrologie, který zahrnuje vzájemně související legislativní a vědeckotechnické otázky, které je třeba ... ... Slovník-příručka termínů normativní a technické dokumentace

- (z řeckého metron míra a ... logika) nauka o měřeních, metodách k dosažení jejich jednoty a požadované přesnosti. Mezi hlavní problémy metrologie patří: vytvoření obecné teorie měření; tvorba jednotek fyzikálních veličin a soustav jednotek; ... ...

- (z řeckého metron míra a slovo logos, učení), nauka o měřeních a metodách k dosažení jejich univerzální jednoty a požadované přesnosti. K hlavnímu problémy M. zahrnují: obecnou teorii měření, tvoření fyzikálních jednotek. veličin a jejich soustav, metod a ... ... Fyzická encyklopedie

Metrologie- nauka o měřeních, metodách a prostředcích k zajištění jejich jednoty a způsobech dosažení požadované přesnosti ... Zdroj: DOPORUČENÍ K MEZISTÁTNÍ NORMALIZACI. STÁTNÍ SYSTÉM ZAJIŠTĚNÍ JEDNOTY MĚŘENÍ. METROLOGIE. ZÁKLADNÍ… Oficiální terminologie

metrologie- a dobře. metrologie f. metron míra + koncept loga, doktrína. Doktrína opatření; popis různých mír a hmotností a metod pro stanovení jejich vzorků. SIS 1954. Nějaký Pauker získal plnou cenu za rukopis v němčině o metrologii, ... ... Historický slovník galicismů ruského jazyka

metrologie- Věda o měřeních, metodách a prostředcích zajišťujících jejich jednotu a způsoby dosažení požadované přesnosti [RMG 29 99] [MI 2365 96] Témata metrologie, základní pojmy EN metrologie DE MesswesenMetrologie FR metrologie ... Technická příručka překladatele

METROLOGIE, nauka o měření, metody k dosažení jejich jednoty a požadované přesnosti. Za zrod metrologie lze považovat vznik na konci 18. století. standardní délka měřidla a přijetí metrické soustavy měr. V roce 1875 byla podepsána mezinárodní metrická smlouva... Moderní encyklopedie

Historická pomocná historická disciplína, která studuje vývoj systémů měr, peněžního účtu a jednotek zdanění mezi různými národy ... Velký encyklopedický slovník

METROLOGIE, metrology, pl. ne, samice (z řeckého metron míra a logos učení). Nauka o mírách a vahách různých dob a národů. Vysvětlující slovník Ushakova. D.N. Ušakov. 1935 1940 ... Vysvětlující slovník Ushakova

knihy

• Metrologie
• Metrologie, Bavykin Oleg Borisovič, Vjačeslavová Olga Fedorovna, Gribanov Dmitrij Dmitrijevič. Jsou uvedena hlavní ustanovení teoretické, aplikované a legální metrologie. Teoretické základy a aplikovaná problematika metrologie v současnosti, historické aspekty…

Domov » Generátor » Kdy je potřeba metrologie? Metrologie. Základní metody měření