Системы измерения

Понятие метрологии. Единство средств измерений

Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
цели:

1. обеспечение качества продукции
2. повышение уровня нтп
3. повышение уровня измерительных технологий
4. исключение разнобоя полученных данных

задачи:

1. создание и совершенствование измерительной техники
2. создание и совершенствование эталонов
3. разработка общей теории измерения, теории погрешностей, преобразования и передачи информации
4. разработка методов передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения

Измереия - колич или кач оценка свойств продукции, услуг, процессов.
Под единством измерений понимается такое их состояние, когда результаты измерений выражаются в узаконенных единицах величин, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы. Метрология состоит из следующих основных разделов:
1.теоретическая (фундаментальная) метрология, предметом которой является разработка фундаментальных основ метрологии, таких, например, как общая теория измерений и теория погрешностей, теория единиц физических величин и их систем, теория шкал и поверочных схем и др.;
2.законодательная метрология, которая представляет собой совокупность обязательных для применения метрологических правил и норм по обеспечению единства измерений, которые функционируют в ранге правовых положений и находятся под контролем государства;
3.практическая (прикладная) метрология, которая решает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии, в частности, вопросы поверки и калибровки средств измерений.

Система единиц физических величин — совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами для заданной системы физических величин.
1960 г. ХI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила Международную систему единиц физических величин (русское обозначение СИ, международное SI) на основе шести основных единиц.
система базируется на основных единицах, которые являются независимыми друг от друга;
производные единицы образуются по простейшим уравнениям связи и для величины каждого вида устанавливается только одна единица СИ;
система является когерентной;
допускаются наряду с единицами СИ широко используемые на практике внесистемные единицы;
в систему входят десятичные кратные и дольные единицы.
Преимущества СИ:
универсальность, т.к. она охватывает все области измерений;
унификация единиц для всех видов измерений – применение одной единицы для данной физической величины, например, для давления, работы, энергии;
единицы СИ по своему размеру удобны для практического применения;
переход на нее повышает уровень точности измерений, т.к. основные единицы этой системы могут быть воспроизведены более точно, чем единицы других систем;
это единая международная система и ее единицы распространены.
В отдельном разделе стандарта приведены единицы, не входящие в СИ. К ним относятся:
1. Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с СИ из-за их практической важности. Они разделены на области применения. Например, во всех областях применяются единицы тонна, час, минута, сутки, литр; в оптике - диоптрия, в физике - электрон-вольт и т.п.
2. Некоторые относительные и логарифмические величины и их единицы. Например, процент, промилле, бел.
3. Внесистемные единицы, временно допускаемые к применению. Например, морская миля, карат (0,2 г), узел, бар.
Ниже приводятся примеры некоторых производных единиц СИ.
Единицы, в наименования которых входят наименования основных единиц. Примеры: единица площади - квадратный метр, размерность L2, обозначение единицы м2; единица потока ионизирующих частиц - секунда в минус первой степени, размерность T-1, обозначение единицы с-1.
Единицы, имеющие специальные названия. Примеры:
сила, вес – ньютон, размерность LMT-2, обозначение единицы Н (международное N); энергия, работа, количество теплоты – джоуль, размерность L2MT-2, обозначение Дж (J).
Единицы, наименования которых образованы с использованием специальных наименований. Примеры:
момент силы – наименование ньютон-метр, размерность L2MT-2, обозначение Нм (Nm); удельная энергия – наименование джоуль на килограмм, размерность L2T-2, обозначение Дж/кг (J/kg).
Десятичные кратные и дольные единицы образуются с помощью множителей и приставок, от 1024 (йотта) до 10-24 (йокто).
Следует применять обозначения единиц буквами или знаками, причем устанавливается два вида буквенных обозначений: международные и русские. Международные обозначения пишутся при отношениях с зарубежными странами (договора, поставки продукции и документации). При использовании на территории РФ используются русские обозначения. При этом на табличках, шкалах и щитках средств измерений применяются только международные обозначения.
Названия единиц пишутся с маленькой буквы, если они не стоят в начале предложения. Исключение составляет градус Цельсия.
В обозначениях единиц точку как знак сокращения не ставят, печатаются они прямым шрифтом. Исключения составляют сокращения слов, которые входят в наименование единицы, но сами не являются наименованиями единиц. Например, мм рт. ст.
Обозначения единиц применяют после числовых значений и помещают в строку с ними (без переноса на следующую строку). Между последней цифрой и обозначением следует оставлять пробел, кроме знака, поднятого над строкой.
При указании значений величин с предельными отклонениями следует заключать числовые значения в скобки и обозначения единиц помещать после скобок или проставлять их и после числового значения величины и после ее предельного отклонения.
Буквенные обозначения единиц, входящих в произведение, следует отделять точками на средней линии, как знаками умножения. Допускается отделять буквенные обозначения пробелами, если это не приводит к недоразумению. Геометрические размеры обозначаются знаком «х».
В буквенных обозначениях отношения единиц в качестве знака деления должна применяться только одна черта: косая или горизонтальная. Допускается применять обозначения единиц в виде произведения обозначений единиц, возведенных в степени.
При применении косой черты обозначения единиц в числителе и знаменателе следует помещать в одну строку, произведение обозначений в знаменателе следует заключать в скобки.
При указании производной единицы, состоящей из двух и более единиц, не допускается комбинировать буквенные обозначения и наименования единиц, т.е. для одних обозначения, для других – наименования.
Обозначения единиц, наименования которых образованы по фамилиям ученых, пишутся с прописной (заглавной) буквы.
Основная величина - условно принятая независимой от других величин системы
название-размерность-наименование-обозначение основные:
Длина-L-метр-м
Масса-M-килограмм-кг
Время-T-секунда-с
Сила электр.тока-I-ампер-А
Температура-K-кельвин-К
Сила света-J-кандела-кд
Кол-во вещества-N-моль-моль
Дополнительные:
Плоский угол-1-радиан-рад
Телесный угол-1-стерадиан-ср
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных множителей приставок

Средства измерения. Классификация

Средством измерений (СИ) называют техническое средство (или их комплекс), используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.Итак, СИ (за исключением некоторых мер - гирь, линеек) в простейшем случае производят две операции:
-обнаружение физической величины;
-сравнение неизвестного размера с известным или сравнение откликов на воздействие известного и неизвестного размеров.
Другими отличительными признаками СИ являются:
-«умение» хранить (или воспроизводить) единицу физической величины;
-неизменность размера хранимой единицы.

СИ можно классифицировать по двум признакам:
-конструктивное исполнение;
-метрологическое назначение.

По конструктивному исполнению:
1.Меры величины - СИ, предназначенные для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров. Различают меры:
-однозначные (гиря 1 кг, калибр, конденсатор постоянной ёмкости);
-многозначные (масштабная линейка, конденсатор переменной емкости);
-наборы мер (набор гирь, набор калибров).
2.Измерительные преобразователи (ИП) - СИ, служащие для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований.
По характеру преобразования различают аналоговые (АП), цифроаналоговые (ЦАП), аналого-цифровые (АЦП) преобразователи. По месту в измерительной цепи различают первичные (ИП, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина) и промежуточные (ИП, занимающий место в измерительной цепи после первичного ИП) преобразователи.
3.Измерительный прибор - СИ, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.
4.Измернтельния установка совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких физических величин и расположенных в одном месте.
4.Измерительная система - совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству.

По метрологическому назначению
1.Рабочие СИ (РСИ) предназначены для проведения технических измерений.
-лабораторными, используемыми при научных исследованиях, проектировании технических устройств, медицинских измерениях;
-производственными, используемыми для контроля характеристик технологических процессов, контроля качества готовой продукции, контроля отпуска товаров;
-полевыми, используемыми непосредственно при эксплуатации таких технических устройств, как самолеты, автомобили, речные и морские суда и др.
2.Эталоны являются высокоточными СИ, а поэтому используются для проведения метрологических измерений в качестве средств передачи информации о размере единицы. Размер единицы передаётся «сверху вниз», от более точных СИ к менее точным «по цепочке»: первичный эталон - вторичный эталон - рабочий эталон 0-го разряда - рабочий эталон 1-го разряда... - рабочее средство измерений.
Передача размера осуществляется в процессе поверки СИ. Целью поверки является установление пригодности СИ к применению.
Соподчинение СИ, участвующих в передаче размера единицы от эталона к РСИ, устанавливается в поверочных схемах СИ.
Поверочная схема – это документ, содержащий правила передачи размера единицы от эталона рабочим средствам измерений.

Дата добавления: 2014-01-20