Области измерений

Истина вторая.Все наши сведения о погрешностях измерений носят заведомо приближенный характер, так как истинные значения физических величин необходимо называть действительными значениями величин. Поэтому принято говорить об оценивании погрешности измерений как о процедуре действий в процессе измерений, об оценках погрешности измерений как о результатах этих действий.

Истина третья. Погрешность измерения есть объективное и неизбежное ЗЛО. Что это значит? Это означает то, что из-за погрешности измерений страдают простые люди любой страны, страдают организации, предприятия, экономика страны, экология нашей жизни и иногда даже существующий правопорядок в стране! Обвесы в магазине при покупках продукции! Ошибки первого и второго рода из-за погрешности измерений при контроле измерений! Экологические неточности и погрешности в измерениях вредных выбросов в атмосферу ставят под удар безопасность жизни человечества на земле! Эти примеры можно перечислять бесконечно.

Истина четвертая. Знание погрешности является в то же время не только злом, но и благом.

Мы можем, на основании знаний погрешности:

- разумным образом выбирать средства измерений и методики выполнения измерений для решения огромного круга измерительных задач;

- сопоставлять СИ и МВИ по важнейшему критерию - точности измерений;

- сопоставлять результаты измерений, полученные в разных условиях, с помощью различных методов и СИ;

- оценивать достоверность результатов измерений с испытаниями и контролем продукции при оценке ее качества и т.д.

Истина пятая. Обязательным условием знания погрешности измерений является наличие эталонов единиц тех величин, которые измеряются. Под эталоном единицы величины понимается СИ или комплекс СИ, предназначенных для воспроизведения и хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме СИ. Одной из центральных статей Закона РФ «Об обеспечении единства измерений» является статья 9, гласящая, что измерения должны выполняться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками. Для выполнения этого требования был создан ГОСТ Р 8.563 - 96 «ГСИ. Методики выполнения измерений». Под действие этого стандарта подпадает огромный массив измерительных процедур, для которых погрешность результата измерений не сводится к погрешности применяемого средства измерений, а еще и к погрешности измерений параметров изделий производства. Дело в том, что СИ не создаются сами для себя. Они существуют для обслуживания жизнедеятельности общества во всевозможных областях жизненного цикла последнего. Поэтому мы вынуждены кратко остановиться на вопросе о том, что тотальное внедрение МВИ в жизнь обращения СИ и методов их использования в сферах деятельности Российской Федерации в текущем моменте жизни будет крайне противоречивым. В процессе разработки МВИ и их согласования для производств, в ходе аттестации, метрологического контроля и надзора, будут возникать конфликтные ситуации между региональными ЦСМ, Госстандартом Российской Федерации и конкретными организациями Российской Федерации, организующими какую либо измерительную практику. Например, в области испытаний и контроля пищевой продукции и продовольственного сырья, в среднем только каждый пятый стандарт «дотягивает» в настоящее время до требования обеспечения единства измерений, т.е. Закона и стандарта на МВИ! Таким образом, для многих процедур испытаний и контроля качества продукции питания и сырья вопрос достоверности результатов измерений, испытаний и контроля фактически остается открытым, и, следовательно, применение стандартов, регламентирующих испытательные процедуры и не соответствующих требованию обеспечения единства измерений, не позволяет гарантировать достижение цели, сформулированной в Законе, т.е. защиту прав и законных интересов граждан Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений. Вот, что значит МВИ и ГОСТ Р 8.563-96! Чтобы не затрагивать проблем других предметов, мы ограничимся сказанным и перейдем к определению понятий процедур измерений.

2 Классификация измерений (Виды измерений)

Все измерения подразделяются на прямые измерения и косвенные измерения. Прямые измерения - измерения, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно. Например, измерение массы на весах, температуры ртутным или спиртовым термометром, геометрических измерений с помощью линейно-угловых СИ и т.д.

Косвенные измерения - определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Например, нахождение температуры по реакции термоЭДС в термопаре, удельного электросопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения и т.д.

Из прямых и косвенных измерений вытекают понятия:

- совокупные измерения - проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях. Например, измерение массы отдельных гирь сравнением масс сочетания гирь;

- совместные измерения - проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними. Например, измерение, при которых электросопротивление при Т=20 ^°С и температурные коэффициенты измерительного резистора находят по данным прямых измерений его сопротивления при различных температурах;

- абсолютное измерение - измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант;

- относительное измерение - измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную;

- принцип измерения - физическое явление или эффект, положенное в основу измерения. Основывается на известных законах физики и химии;

- методы измерения – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с использованным принципом измерений;

- средство измерения - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и (или) хранящие единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в условиях установленной погрешности) в течение известного интервала времени;

- мера - средство измерения, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Например, однозначная мера - гири, многозначная мера – штриховая мера длины, набор мер – набор концевых мер длины, магазин мер – магазин сопротивлений.

Классификация измерений по областям измерений:

- геометрические измерения:

а) линейно-угловые измерения (линейки, штангенциркули, микрометры);

б) геодезические измерения (нивелиры, теодолиты).

- механические измерения:

а) измерения твердости материалов:

1) измерения твердости и других характеристик стали;

2) измерение твердости и других характеристик цветных металлов;

3) измерение твердости и других характеристик каучука и резиновых изделий, полиуретановых заменителей резин;

б) измерение массы материалов (весы, динамометры, гири).

в) измерение плотности материалов:

1) измерение плотности жидкостей;

2) измерение плотности газообразных материалов.

3) измерение влагосодержания материалов.

г) измерение времени.

д) измерение скоростных параметров физических величин:

1) измерение скорости движения материальных тел и веществ;

2) измерение скорости движения материальных явлений.

- измерение теплоты:

а) измерение температуры вещества или тела при прямых измерениях;

б) измерение температуры вещества или тела при косвенных измерениях;

Измерения комплекса - температуры, скорости движения, расхода через определенное сечение вещества (горячей воды, пара, других горячих продуктов (нефтепродуктов, спиртов и продуктов на его основе, молокопродуктов, расплавленных металлов и др.).

- измерение расхода.

- измерение давления.

- измерение вязкости материалов и жидкостей.

- измерение электрических величин:

а) измерение электрического тока;

б) измерение электрического напряжения;

в) измерение электрического сопротивления;

г) измерение электрической мощности;

д) измерение расхода электроэнергии.

- измерение величин магнетизма.

- измерение колебаний механических величин.

- измерение колебаний электрических величин.

- измерение акустики.

- измерение оптических величин.

- измерение лучистой энергии:

а) измерение излучений звуковой частоты;

б) измерение инфракрасных излучений;

в) измерение ультразвуковых излучений;

г) измерение световых излучений;

д) измерение излучений атомной и ядерной энергии.

Эта классификация не претендует на «истину в последней инстанции», а есть нечто обще смысловое образование, имеющее, безусловно, спорный характер, но Вам не следует из-за этих разночтений в будущем слишком сильно сокрушаться, так как строгой классификации как у нас в стране, так и за рубежом нет! Казалось бы, классификация измерений и СИ, вытекающая из Государственного Реестра на СИ, есть образец точности и строгости, но это как раз и не так. Классификация Госстандарта Российской Федерации (далее Госстандарта РФ) не могла быть изолирована от отраслей промышленности бывшего СССР, поэтому Вам будут в учебниках попадаться различные классификации, отличающиеся друг от друга, в том числе и от той, которая Вам сейчас была предложена. Главное необходимо усвоить принцип, так как в чередовании строгость здесь не является определяющей!

Дата добавления: 2015-06-27