metrologia - la scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi per assicurarne l'unità e le modalità per ottenere l'accuratezza richiesta.

Metrologia teorica (fondamentale). - una branca della metrologia il cui oggetto è lo sviluppo dei fondamenti fondamentali della metrologia.

metrologia legale - una sezione di metrologia, il cui oggetto è la definizione di requisiti tecnici e legali obbligatori per l'uso di unità di grandezze fisiche, standard, metodi e strumenti di misura, volti a garantire l'unità e la necessità di accuratezza di misura nell'interesse di società.

Metrologia pratica (applicata). - una sezione di metrologia, il cui oggetto è l'applicazione pratica degli sviluppi della metrologia teorica e delle disposizioni della metrologia legale.

(Graneev)

Quantità fisica - una proprietà qualitativamente comune a una varietà di oggetti e individuale in termini quantitativi per ciascuno di essi.

La dimensione di una quantità fisica - contenuto quantitativo di una proprietà (o espressione della dimensione di una grandezza fisica) corrispondente al concetto di "quantità fisica", inerente a questo oggetto .

Il valore di una grandezza fisica - valutazione quantitativa del valore misurato sotto forma di un certo numero di unità accettate per tale valore.

Unità di misura di una grandezza fisica - una grandezza fisica di dimensione fissa, cui viene assegnato un valore numerico pari a uno, e utilizzata per quantificare grandezze fisiche ad esso omogenee.

Durante la misurazione, vengono utilizzati i concetti dei valori veri e reali di una quantità fisica. Il vero valore di una grandezza fisica - il valore della grandezza, che idealmente caratterizza in termini qualitativi e quantitativi la corrispondente grandezza fisica. Il valore effettivo di una grandezza fisica è il valore di una grandezza fisica ottenuta sperimentalmente e così vicina al valore reale da poter essere utilizzata al suo posto nel problema di misura degli insiemi.

Misurazione - trovare il valore di una quantità fisica empiricamente utilizzando mezzi tecnici speciali.

Le caratteristiche principali del concetto di "misurazione":

a) è possibile misurare le proprietà di oggetti di conoscenza realmente esistenti, cioè grandezze fisiche;

b) la misurazione richiede esperimenti, ovvero il ragionamento o i calcoli teorici non possono sostituire l'esperimento;

c) per condurre esperimenti sono necessari mezzi tecnici speciali - strumenti di misura, portato in interazione con un oggetto materiale;

G) risultato della misurazioneè il valore della grandezza fisica.

Caratteristiche delle misure: principio e metodo di misura, risultato, errore, accuratezza, convergenza, riproducibilità, correttezza e affidabilità.

Principio di misura - il fenomeno fisico o l'effetto alla base delle misurazioni. Per esempio:

Metodo di misurazione - un metodo o un insieme di metodi per confrontare la grandezza fisica misurata con la sua unità secondo il principio di misura realizzato. Per esempio:

Risultato della misurazione - il valore di una grandezza ottenuta misurandola.

Errore di misurazione - deviazione del risultato della misurazione dal valore reale (reale) della quantità misurata.

Precisione del risultato della misurazione - una delle caratteristiche della qualità delle misurazioni, che riflette la vicinanza allo zero dell'errore del risultato della misurazione.

Convergenza dei risultati di misurazione - la vicinanza tra loro dei risultati di misurazioni della stessa quantità, eseguite ripetutamente con gli stessi mezzi, con lo stesso metodo nelle stesse condizioni e con la stessa cura. La convergenza delle misurazioni riflette l'influenza di errori casuali sul risultato della misurazione.

Riproducibilità - la vicinanza dei risultati di misurazioni di una stessa grandezza, ottenute in luoghi diversi, con metodi e mezzi diversi, da operatori diversi, in tempi diversi, ma ridotte alle stesse condizioni (temperatura, pressione, umidità, ecc.).

Correttezza - una caratteristica della qualità delle misurazioni, che riflette la vicinanza allo zero di errori sistematici nei loro risultati.

Affidabilità - una caratteristica della qualità della misurazione che riflette la fiducia nei loro risultati, che è determinata dalla probabilità (confidenza) che il valore reale della quantità misurata rientri nei limiti specificati (confidenza).

Un insieme di grandezze interconnesse da dipendenze formano un sistema di grandezze fisiche. Le unità che formano un sistema sono dette unità di sistema e le unità che non sono incluse in nessuno dei sistemi sono dette unità non di sistema.

Nel 1960 11 La Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure ha approvato il Sistema Internazionale di Unità - SI, che comprende il sistema di unità ISS (unità meccaniche) e il sistema MKSA (unità elettriche).

I sistemi di unità sono costruiti da unità di base e derivate. Le unità base formano un insieme minimo di unità sorgente indipendenti e le unità derivate sono varie combinazioni di unità base.

Tipi e metodi di misurazione

Per eseguire le misurazioni, è necessario eseguire le seguenti operazioni di misurazione: riproduzione, confronto, conversione della misurazione, ridimensionamento.

Riproduzione del valore della dimensione specificata - l'operazione di creare un segnale di uscita con una determinata dimensione del parametro informativo, ovvero il valore di tensione, corrente, resistenza, ecc. Questa operazione è implementata da uno strumento di misura - una misura.

Confronto - determinazione del rapporto tra grandezze omogenee, effettuata per sottrazione. Questa operazione è implementata dal dispositivo di confronto (comparatore).

Misurare la conversione – l'operazione di conversione del segnale in ingresso in uscita, attuata dal trasduttore di misura.

ridimensionamento - creazione di un segnale di uscita omogeneo all'ingresso, la cui dimensione del parametro informativo è proporzionale a K volte la dimensione del parametro informativo del segnale di ingresso. La trasformazione della scala è implementata in un dispositivo chiamato convertitore di scala.

Classificazione di misura:

dal numero di misurazioni - separare, quando le misurazioni vengono eseguite una volta, e multiplo– una serie di misurazioni singole di una grandezza fisica della stessa grandezza;

caratteristica di precisione - equivalente- si tratta di una serie di misurazioni di una grandezza, effettuate con strumenti di misura della stessa accuratezza nelle stesse condizioni con la stessa cura, e disuguale quando una serie di misurazioni di qualsiasi grandezza è eseguita da strumenti di misura di diversa accuratezza e in diverse condizioni;

la natura della variazione nel tempo del valore misurato - statico, quando il valore di una grandezza fisica è considerato invariato nel tempo della misurazione, e dinamico– misure di grandezza variabile di una grandezza fisica;

modo di presentare i risultati delle misurazioni - assoluto misurare una quantità nelle sue unità, e parente- misura delle variazioni di una grandezza rispetto al valore omonimo, preso come quello iniziale.

il metodo per ottenere il risultato della misurazione (il metodo di elaborazione dei dati sperimentali) - diretto e indiretto, che sono divisi in cumulativi o congiunti.

Misurazione diretta - misura, in cui il valore desiderato della grandezza è ricavato direttamente dai dati sperimentali a seguito della misura. Un esempio di misura diretta è la misura di una sorgente di tensione con un voltmetro.

Misurazione indiretta - misura in cui si trova il valore desiderato di una grandezza in base ad una relazione nota tra tale grandezza e le grandezze sottoposte a misure dirette. Con la misura indiretta, il valore della grandezza misurata si ottiene risolvendo l'equazione x =F(x1, x2, x3,...., Xn), dove x1, x2, x3,...., Xn- valori delle grandezze ottenute da misurazioni dirette.

Un esempio di misura indiretta: la resistenza del resistore R si trova dall'equazione R=tu/io in cui vengono sostituiti i valori misurati della caduta di tensione u attraverso il resistore e la corrente I attraverso di esso.

Misure articolari - misurazioni simultanee di più grandezze dissimili per trovare la relazione tra loro. In questo caso, il sistema di equazioni è risolto

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,

dove х1 , х2 , х3 , ...., хn sono i valori richiesti; x1, x2, x3, ...., xḿ; x1΄΄, x2΄΄, x3΄΄, ...., xm΄΄; x1(n) , x2(n), x3(n), ...., xm(n) - valori misurati.

Un esempio di misura congiunta: determinare la dipendenza della resistenza del resistore dalla temperatura Rt = R0(1 + At + Bt2); misurando la resistenza del resistore a tre diverse temperature, costituiscono un sistema di tre equazioni, da cui si ricavano i parametri R0, A e B.

Misure cumulative - misure simultanee di più grandezze omonime, in cui i valori desiderati delle grandezze si trovano risolvendo un sistema di equazioni composto dai risultati di misure dirette di varie combinazioni di queste grandezze.

Un esempio di misura cumulativa: misurare le resistenze di resistori triangolari misurando le resistenze tra i diversi vertici del triangolo; in base ai risultati di tre misurazioni si determinano le resistenze dei resistori.

L'interazione degli strumenti di misura con un oggetto si basa su fenomeni fisici, la cui totalità è principio di misura , e viene chiamato l'insieme delle modalità di utilizzo del principio e degli strumenti di misura Metodo di misurazione .

Metodi di misurazione classificati secondo i seguenti criteri:

secondo il principio fisico alla base della misura - elettrico, meccanico, magnetico, ottico, ecc.;

il grado di interazione tra i mezzi e l'oggetto di misurazione: contatto e non contatto;

la modalità di interazione tra i mezzi e l'oggetto di misurazione - statica e dinamica;

tipo di segnali di misura - analogici e digitali;

organizzazione del confronto del valore misurato con la misura - modalità di valutazione diretta e confronto con la misura.

In metodo di valutazione diretta (conteggio) il valore della grandezza misurata è determinato direttamente dal dispositivo di lettura dello strumento di misura a conversione diretta, la cui scala è stata preventivamente tarata mediante una misura multivalore che riproduce i valori noti della grandezza misurata. Nei dispositivi a conversione diretta, durante il processo di misura, l'operatore confronta la posizione del puntatore del dispositivo di lettura e la scala su cui viene effettuata la lettura. La misurazione della corrente con un amperometro è un esempio di misurazione diretta.

Metodi di confronto delle misure - metodi in cui viene effettuato un confronto tra il valore misurato e il valore riprodotto dalla misura. Il confronto può essere diretto o indiretto attraverso altre quantità che sono univocamente correlate alla prima. Caratteristica distintiva dei metodi di confronto è la partecipazione diretta al processo di misura di una misura di grandezza nota, omogenea a quella misurata.

Il gruppo dei metodi di confronto con misura comprende i seguenti metodi: zero, differenziale, sostituzione e coincidenza.

In metodo zero misurazione, la differenza tra il valore misurato e il valore noto o la differenza tra gli effetti prodotti dai valori misurati e noti viene ridotta a zero durante il processo di misurazione, che viene registrato da un dispositivo altamente sensibile - un indicatore nullo. Con un'elevata precisione delle misure che riproducono un valore noto e un'elevata sensibilità dell'indicatore nullo, è possibile ottenere un'elevata precisione di misurazione. Un esempio di applicazione del metodo nullo è misurare la resistenza di un resistore utilizzando un ponte a quattro bracci, in cui la caduta di tensione attraverso il resistore è

con resistenza sconosciuta è bilanciata dalla caduta di tensione attraverso il resistore di resistenza nota.

In metodo differenziale la differenza tra il valore misurato e la misura nota e riproducibile viene misurata utilizzando uno strumento di misura. Il valore sconosciuto è determinato dal valore noto e dalla differenza misurata. In questo caso, il bilanciamento del valore misurato con il valore noto non viene eseguito completamente, ed è questa la differenza tra il metodo differenziale e il metodo zero. Il metodo differenziale può anche fornire un'elevata precisione di misurazione se il valore noto viene riprodotto con elevata precisione e la differenza tra esso e il valore sconosciuto è piccola.

Un esempio di misurazione con questo metodo è la misurazione della tensione CC Ux utilizzando un divisore di tensione discreto R U e un voltmetro V (Fig. 1). Tensione sconosciuta Ux = U0 + ΔUx, dove U0 è la tensione nota, ΔUx è la differenza di tensione misurata.

In metodo di sostituzione il valore misurato e il valore noto sono collegati alternativamente all'ingresso del dispositivo e il valore del valore sconosciuto viene stimato da due letture del dispositivo. L'errore di misura più piccolo si ottiene quando, a seguito della selezione di un valore noto, il dispositivo fornisce lo stesso segnale di uscita di un valore sconosciuto. Con questo metodo è possibile ottenere un'elevata precisione di misura con un'elevata precisione di una misura di valore noto e un'elevata sensibilità del dispositivo. Un esempio di questo metodo è la misurazione accurata di una piccola tensione utilizzando un galvanometro altamente sensibile, a cui viene prima collegata una sorgente di tensione sconosciuta e viene determinata la deviazione del puntatore, quindi si ottiene la stessa deviazione del puntatore utilizzando una sorgente regolabile di tensione nota . In questo caso, la tensione nota è uguale all'incognita.

In metodo di corrispondenza misurare la differenza tra il valore misurato e il valore riprodotto dalla misura, utilizzando la coincidenza di segni di scala o segnali periodici. Un esempio di questo metodo è misurare la velocità di una parte utilizzando una lampada stroboscopica lampeggiante: osservando la posizione del segno sulla parte rotante nei momenti dei lampeggi della lampada, la velocità della parte è determinata dalla frequenza dei lampeggi e l'offset del segno.

CLASSIFICAZIONE DEGLI STRUMENTI DI MISURA

Strumento di misura (SI) - mezzi tecnici destinati a misurazioni, caratteristiche metrologiche normalizzate, riproduzione e (o) memorizzazione di un'unità di grandezza fisica, la cui dimensione si presume invariata (entro un determinato errore) per un intervallo di tempo noto.

Di proposito, i SI sono suddivisi in misure, trasduttori di misura, strumenti di misura, impianti di misura e sistemi di misura.

Misurare - uno strumento di misura progettato per riprodurre e (o) memorizzare una quantità fisica di una o più dimensioni specificate, i cui valori sono espressi in unità stabilite e sono noti con l'accuratezza richiesta. Ci sono misure:

- inequivocabile- riprodurre una grandezza fisica della stessa grandezza;

- polisemantica - riprodurre una quantità fisica di diverse dimensioni;

- insieme di misure- un insieme di misure di diverse dimensioni della stessa quantità fisica, destinate ad un uso pratico sia singolarmente che in varie combinazioni;

- negozio di misura – un insieme di misure strutturalmente combinate in un unico dispositivo, in cui sono presenti dispositivi per il loro collegamento in varie combinazioni.

Trasduttore di misura - uno strumento tecnico con caratteristiche metrologiche normative, che viene utilizzato per convertire il valore misurato in un altro valore o in un segnale di misura conveniente per l'elaborazione. Questa trasformazione deve essere eseguita con una determinata precisione e fornire la relazione funzionale richiesta tra i valori di uscita e di ingresso del convertitore.

I trasduttori di misura possono essere classificati in base a:

in base alla natura della trasformazione si distinguono le seguenti tipologie di trasduttori di misura: grandezze elettriche in elettriche, magnetiche in elettriche, non elettriche in elettriche;

posto nel circuito di misura e le funzioni distinguono tra convertitori primari, intermedi, di scala e trasmittenti.

Dispositivo di misurazione - uno strumento di misura progettato per ottenere i valori della grandezza fisica misurata nell'intervallo specificato.

Gli strumenti di misura si dividono in:

secondo la forma di registrazione del valore misurato - in analogico e digitale;

applicazione - amperometri, voltmetri, frequenzimetri, misuratori di fase, oscilloscopi, ecc.;

scopo - strumenti per la misura di grandezze fisiche elettriche e non;

azione - integrazione e sintesi;

il metodo per indicare i valori del valore misurato: mostrare, segnalare e registrare;

il metodo di conversione del valore misurato - valutazione diretta (conversione diretta) e confronto;

metodo di applicazione e progettazione: pannello, portatile, stazionario;

protezione dagli effetti delle condizioni esterne - ordinarie, a prova di umidità, gas, polvere, sigillate, antideflagranti, ecc.

Impostazioni di misurazione – un insieme di misure, strumenti di misura, trasduttori di misura e altri dispositivi funzionalmente combinati, progettati per misurare una o più grandezze fisiche e posizionati in un unico luogo.

Sistema di misura - un insieme di misure combinate funzionalmente, strumenti di misura, trasduttori di misura, computer e altri mezzi tecnici posti in punti diversi di un oggetto controllato per misurare una o più grandezze fisiche inerenti a tale oggetto e per generare segnali di misura per scopi diversi. A seconda dello scopo, i sistemi di misura si suddividono in informazioni, controllo, gestione, ecc.

Complesso di misurazione e calcolo - un insieme funzionalmente integrato di strumenti di misura, computer e dispositivi ausiliari, progettato per eseguire un compito di misurazione specifico come parte di un sistema di misurazione.

Secondo le funzioni metrologiche, i SI sono suddivisi in standard e strumenti di misura funzionanti.

Unità standard di quantità fisica - uno strumento di misura (o un insieme di strumenti di misura) progettato per riprodurre e (o) immagazzinare un'unità e trasferirne le dimensioni su strumenti di misura inferiori secondo lo schema di verifica e approvato come standard nel modo prescritto.

Strumento di misura funzionante - si tratta di uno strumento di misura utilizzato nella pratica di misura e non associato al trasferimento di unità di misura di grandezze fisiche ad altri strumenti di misura.

CARATTERISTICHE METROLOGICHE DEGLI STRUMENTI DI MISURA

Caratteristica metrologica dello strumento di misura - una caratteristica di una delle proprietà di uno strumento di misura che influisce sul risultato e sull'errore delle sue misurazioni. Vengono chiamate le caratteristiche metrologiche stabilite da documenti normativi e tecnici caratteristiche metrologiche standardizzate, e quelli determinati sperimentalmente caratteristiche metrologiche effettive.

Funzione di conversione (caratteristica di conversione statica) – dipendenza funzionale tra i parametri informativi dei segnali di uscita e di ingresso dello strumento di misura.

Errore SI - la caratteristica metrologica più importante, definita come la differenza tra l'indicazione di uno strumento di misura e il valore reale (reale) della grandezza misurata.

Sensibilità SI - proprietà di uno strumento di misura, determinata dal rapporto tra la variazione del segnale di uscita di tale strumento e la variazione del valore misurato che lo provoca. Distinguere tra sensibilità assoluta e relativa. La sensibilità assoluta è determinata dalla formula

Sensibilità relativa - secondo la formula

,

dove ΔY è la variazione del segnale di uscita; ΔX è la variazione del valore misurato, X è il valore misurato.

Valore di divisione della scala ( costante dello strumento ) – la differenza di valore di una grandezza corrispondente a due segni adiacenti della scala SI.

Soglia di sensibilità - il valore più piccolo della variazione in una grandezza fisica, a partire dal quale può essere misurata con questo mezzo. Soglia di sensibilità in unità del valore di ingresso.

Campo di misura - l'intervallo di valori entro il quale vengono normalizzati i limiti di errore consentiti del SI. Vengono chiamati rispettivamente i valori della grandezza che limitano il range di misura dal basso e dall'alto (sinistra e destra). in basso e in alto limite di misura. Viene chiamato il range della scala dello strumento, limitato dai valori iniziali e finali della scala campo di indicazione.

Variazione delle indicazioni - la maggiore variazione del segnale di uscita del dispositivo in condizioni esterne costanti. È una conseguenza dell'attrito e del gioco nei nodi dei dispositivi, dell'isteresi meccanica e magnetica degli elementi, ecc.

Variazione dell'uscita - è la differenza tra i valori del segnale di uscita corrispondenti allo stesso valore effettivo della variabile di ingresso quando ci si avvicina lentamente da sinistra e da destra al valore selezionato della variabile di ingresso.

caratteristiche dinamiche, vale a dire, le caratteristiche delle proprietà inerziali (elementi) del dispositivo di misura, che determinano la dipendenza del segnale di uscita MI da valori variabili nel tempo: parametri del segnale di ingresso, grandezze di influenza esterne, carico.

CLASSIFICAZIONE DEGLI ERRORI

La procedura di misurazione consiste nelle seguenti fasi: accettazione del modello dell'oggetto di misurazione, selezione del metodo di misurazione, selezione del SI e conduzione di un esperimento per ottenere il risultato. Di conseguenza, il risultato della misurazione differisce dal valore reale della quantità misurata di una certa quantità, chiamata errore misurazioni. La misura può considerarsi completa se viene determinato il valore misurato e viene indicato l'eventuale grado della sua deviazione dal valore reale.

Secondo il metodo di espressione, gli errori degli strumenti di misura sono suddivisi in assoluti, relativi e ridotti.

Errore assoluto - Errore SI, espresso in unità della grandezza fisica misurata:

Errore relativo - Errore SI espresso come rapporto tra l'errore assoluto dello strumento di misura e il risultato delle misurazioni o il valore effettivo della grandezza fisica misurata:

Per un dispositivo di misura, γrel caratterizza l'errore in un dato punto della scala, dipende dal valore della quantità misurata e ha il valore più piccolo alla fine della scala del dispositivo.

Errore ridotto - errore relativo, espresso come rapporto tra l'errore assoluto dello strumento di misura e il valore condizionalmente accettato della grandezza, che è costante su tutto il campo di misura o in parte del campo:

dove Хnorm è un valore normalizzante, cioè un valore impostato, in relazione al quale viene calcolato l'errore. Il valore di normalizzazione può essere il limite superiore delle misurazioni SI, l'intervallo di misurazione, la lunghezza della scala, ecc.

A causa del motivo e delle condizioni per il verificarsi di errori degli strumenti di misura, sono suddivisi in principali e aggiuntivi.

L'errore principale questo è l'errore di SI in condizioni operative normali.

Errore aggiuntivo - componente dell'errore MI che si verifica in aggiunta all'errore principale a causa della deviazione di una qualsiasi delle grandezze influenti dal suo valore normale o per il suo superamento del normale intervallo di valori.

Limite dell'errore di base consentito - l'errore di base più grande al quale lo strumento di misura può essere riconosciuto idoneo e approvato per l'uso secondo le specifiche.

Limite dell'errore aggiuntivo consentito - questo è l'errore aggiuntivo più grande in cui è possibile utilizzare lo strumento di misura.

Una caratteristica generalizzata di questo tipo di strumenti di misura, di norma, che riflette il livello della loro accuratezza, determinata dai limiti degli errori di base e aggiuntivi consentiti, nonché da altre caratteristiche che influiscono sull'accuratezza, è chiamata classe di precisione SI.

Errore sistematico - componente dell'errore di uno strumento di misura, assunta come costante o che cambia regolarmente.

Errore casuale - componente dell'errore SI che varia casualmente.

Miss – errori grossolani associati a errori dell'operatore o non contabilizzati per influenze esterne.

A seconda del valore del valore misurato, gli errori MI sono suddivisi in additivi, indipendenti dal valore del valore di ingresso X, e moltiplicativi - proporzionali a X.

Errore additivo Δadd non dipende dalla sensibilità del dispositivo ed è un valore costante per tutti i valori della quantità di ingresso X all'interno del campo di misura. Esempio: errore zero, errore di discretezza (quantizzazione) negli strumenti digitali. Se il dispositivo presenta solo un errore additivo o supera significativamente altri componenti, il limite dell'errore di base consentito viene normalizzato sotto forma di un errore ridotto.

Errore moltiplicativo dipende dalla sensibilità del dispositivo e varia in proporzione al valore attuale della variabile di ingresso. Se il dispositivo ha solo un errore moltiplicativo o è significativo, il limite dell'errore relativo consentito viene espresso come errore relativo. La classe di precisione di tale SI è indicata da un unico numero posto in un cerchio e uguale al limite dell'errore relativo ammissibile.

A seconda dell'influenza della natura della variazione del valore misurato, gli errori MI vengono suddivisi in statici e dinamici.

Errori statici - l'errore del SI utilizzato nella misura di una grandezza fisica, assunta come costante.

Errore dinamico - Errore MI che si verifica quando si misura una grandezza fisica variabile (nel processo di misurazione), che è una conseguenza delle proprietà inerziali di MI.

ERRORI SISTEMATICI

A seconda della natura del cambiamento, gli errori sistematici sono suddivisi in costanti (mantenendo magnitudine e segno) e variabili (cambiando secondo una certa legge).

A seconda delle cause di accadimento, gli errori sistematici si dividono in metodologici, strumentali e soggettivi.

Errori metodologici sorgono per imperfezione, incompletezza delle giustificazioni teoriche del metodo di misura adottato, uso di ipotesi semplificative e ipotesi nella derivazione delle formule applicate, per errata scelta delle grandezze misurate.

Nella maggior parte dei casi, gli errori metodologici sono sistematici e talvolta casuali (ad esempio, quando i coefficienti delle equazioni di lavoro del metodo di misurazione dipendono da condizioni di misurazione che cambiano in modo casuale).

Errori strumentali sono determinati dalle proprietà del SI utilizzato, dalla loro influenza sull'oggetto di misurazione, dalla tecnologia e dalla qualità di fabbricazione.

Errori soggettivi sono causati dallo stato dell'operatore che esegue le misurazioni, dalla sua posizione durante il lavoro, dall'imperfezione degli organi di senso, dalle proprietà ergonomiche degli strumenti di misura: tutto ciò influisce sulla precisione dell'avvistamento.

L'individuazione delle cause e del tipo di dipendenza funzionale consente di compensare l'errore sistematico introducendo nel risultato di misura opportune correzioni (fattori di correzione).

ERRORI CASUALI

Una descrizione completa di una variabile casuale, e quindi dell'errore, è la sua legge di distribuzione, che determina la natura dell'aspetto dei vari risultati delle singole misurazioni.

Nella pratica delle misurazioni elettriche, ci sono varie leggi di distribuzione, alcune delle quali sono discusse di seguito.

Legge di distribuzione normale (legge di Gauss). Questa legge è una delle leggi di distribuzione più comuni per gli errori. Ciò è spiegato dal fatto che in molti casi l'errore di misurazione si forma sotto l'azione di un ampio insieme di cause diverse, indipendenti l'una dall'altra. Sulla base del teorema del limite centrale della teoria della probabilità, il risultato di queste cause sarà un errore distribuito secondo la legge normale, a condizione che nessuna di queste cause sia significativamente predominante.

La distribuzione normale degli errori è descritta dalla formula

dove ω(Δx) - densità di probabilità di errore Δx; σ[Δx] - deviazione standard dell'errore; Δxc - componente sistematica dell'errore.

La forma della legge normale è mostrata in fig. 1a per due valori di σ[Δx]. Perché

Poi la legge di distribuzione della componente casuale dell'errore

ha la stessa forma (Fig. 1b) ed è descritto dall'espressione

dove è la deviazione standard della componente casuale dell'errore; = σ [∆x]

Riso. Fig. 1. Distribuzione normale dell'errore di misurazione (a) e della componente casuale dell'errore di misurazione (b)

Pertanto, la legge di distribuzione dell'errore Δx differisce dalla legge di distribuzione della componente casuale dell'errore solo per uno spostamento lungo l'asse delle ascisse del valore della componente sistematica dell'errore Δхс.

È noto dalla teoria della probabilità che l'area sotto la curva di densità di probabilità caratterizza la probabilità di un errore. Dalla Fig. 1, b si può vedere che la probabilità R la comparsa di un errore nell'intervallo ± at maggiore che at (le aree che caratterizzano queste probabilità sono ombreggiate). L'area totale sotto la curva di distribuzione è sempre 1, cioè la probabilità totale.

Tenendo conto di ciò, si può sostenere che gli errori i cui valori assoluti superano compaiono con una probabilità pari a 1 - R, che for è minore di for . Pertanto, più piccoli, meno spesso si verificano errori grandi, più accurate saranno le misurazioni. Pertanto, la deviazione standard può essere utilizzata per caratterizzare l'accuratezza delle misurazioni:

Legge di distribuzione uniforme. Se l'errore di misurazione con la stessa probabilità può assumere valori che non vanno oltre alcuni limiti, tale errore è descritto da una legge di distribuzione uniforme. In questo caso, la densità di probabilità di errore ω(Δx) è costante all'interno di questi limiti ed è uguale a zero al di fuori di questi limiti. La legge di distribuzione uniforme è mostrata in fig. 2. Analiticamente, può essere scritto come segue:

Per –Δx1 ≤ Δx ≤ + Δx1;

Fig 2. Legge di distribuzione uniforme

Con tale legge di distribuzione, l'errore da attrito nei supporti dei dispositivi elettromeccanici, i residui non esclusi degli errori sistematici e l'errore di discretizzazione nei dispositivi digitali sono in buon accordo.

Legge di distribuzione trapezoidale. Questa distribuzione è rappresentata graficamente in Fig. 3, un. Un errore ha una tale legge di distribuzione se è formato da due componenti indipendenti, ciascuna delle quali ha una legge di distribuzione uniforme, ma l'ampiezza dell'intervallo di leggi uniformi è diversa. Ad esempio, quando due trasduttori di misura sono collegati in serie, uno dei quali ha un errore distribuito uniformemente nell'intervallo ±Δx1, e l'altro distribuito uniformemente nell'intervallo ± Δx2, l'errore di conversione totale sarà descritto da una legge di distribuzione trapezoidale.

Legge della distribuzione triangolare (legge di Simpson). Questa distribuzione (vedi Fig. 3, b)è un caso speciale di trapezoidale, quando i componenti hanno le stesse leggi di distribuzione uniforme.

Leggi di distribuzione bimodale. Nella pratica delle misurazioni, ci sono leggi di distribuzione bimodali, cioè leggi di distribuzione che hanno due massimi della densità di probabilità. Nella legge di distribuzione bimodale, che può trovarsi in dispositivi che presentano un errore dovuto al gioco dei cinematismi o all'isteresi quando le parti del dispositivo stanno invertendo la magnetizzazione.

Fig.3. Trapezoidale (un) e leggi di distribuzione triangolari (b).

Approccio probabilistico alla descrizione degli errori. Stime puntuali delle leggi di distribuzione.

Quando, quando si eseguono osservazioni ripetute dello stesso valore costante con la stessa cura e nelle stesse condizioni, si ottengono risultati. diversi tra loro, questo indica la presenza di errori casuali in essi. Ciascuno di questi errori sorge come risultato dell'influenza simultanea di molte perturbazioni casuali sul risultato dell'osservazione ed è esso stesso una variabile casuale. In questo caso, è impossibile prevedere il risultato di una singola osservazione e correggerlo introducendo una correzione. Si può solo affermare con un certo grado di certezza che il vero valore della grandezza misurata rientra nei limiti della dispersione dei risultati osservativi da n>.m a Xn. ah dove xtt. In<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

In pratica, tutti i risultati di misurazione e gli errori casuali sono quantità discrete, cioè quantità xi, i cui possibili valori sono separabili tra loro e possono essere contati. Quando si utilizzano variabili casuali discrete, sorge il problema di trovare stime puntuali per i parametri delle loro funzioni di distribuzione basate su campioni - una serie di valori xi presi da una variabile casuale x in n esperimenti indipendenti. Il campione utilizzato deve essere rappresentante(rappresentativo), cioè dovrebbe rappresentare abbastanza bene le proporzioni della popolazione generale.

Viene chiamata la stima del parametro punto, se è espresso come un unico numero. Il problema di trovare stime puntuali è un caso speciale del problema statistico di trovare stime dei parametri della funzione di distribuzione di una variabile casuale basata su un campione. A differenza dei parametri stessi, le loro stime puntuali sono variabili casuali e i loro valori dipendono dalla quantità di dati sperimentali e dalla legge

distribuzione - dalle leggi di distribuzione delle variabili casuali stesse.

Le stime puntuali possono essere coerenti, imparziali ed efficienti. Ricco detta stima, la quale, all'aumentare della dimensione campionaria, tende con probabilità al valore vero di una caratteristica numerica. imparzialeè chiamata stima, la cui aspettativa matematica è uguale alla caratteristica numerica stimata. Più efficace si consideri quella di "diverse possibili stime imparziali, che presenta la varianza più piccola. Il requisito dell'imparzialità non è sempre ragionevole nella pratica, poiché una stima con una piccola distorsione e una piccola varianza può essere preferibile a una stima imparziale con una grande varianza. In pratica, non è sempre possibile soddisfare contemporaneamente tutti e tre questi requisiti, ma la scelta di una valutazione dovrebbe essere preceduta dalla sua analisi critica sotto tutti i punti di vista elencati.

Il metodo più comune per ottenere stimatori è il metodo della massima verosimiglianza, che porta a stimatori asintoticamente imparziali ed efficienti con una distribuzione approssimativamente normale. Altri metodi includono i metodi dei momenti e dei minimi quadrati.

La stima puntuale del MO del risultato della misurazione è significato aritmetico valore misurato

Per qualsiasi legge di distribuzione, è uno stimatore coerente e imparziale, nonché il più efficiente in termini di criterio dei minimi quadrati.

Stima puntuale della varianza, determinata dalla formula

è imparziale e coerente.

RMS di una variabile casuale x è definita come la radice quadrata della varianza. Di conseguenza, la sua stima può essere trovata prendendo la radice della stima della varianza. Tuttavia, questa operazione è una procedura non lineare, che porta ad una distorsione nella stima così ottenuta. Per correggere la stima RMS viene introdotto un fattore di correzione k(n), che dipende dal numero di osservazioni n. Cambia da

k(3) = da 1,13 a k(∞) ≈ 1.03. Stima della deviazione standard

Le stime ottenute di MO e SD sono variabili casuali. Ciò si manifesta nel fatto che ripetendo una serie di n osservazioni, si otterranno ogni volta stime diverse. È opportuno stimare la dispersione di queste stime utilizzando l'RMS Sx Sσ.

Stima RMS della media aritmetica

Stima RMS della deviazione standard

Ne consegue che l'errore relativo nel determinare la deviazione standard può essere

valutato come

.

Dipende solo dalla curtosi e dal numero di osservazioni nel campione e non dipende dalla deviazione standard, ovvero dall'accuratezza con cui vengono effettuate le misurazioni. A causa del fatto che un gran numero di misurazioni viene eseguito relativamente di rado, l'errore nel determinare σ può essere abbastanza significativo. In ogni caso è maggiore dell'errore dovuto alla distorsione della stima dovuta all'estrazione della radice quadrata ed eliminata dal fattore di correzione k(n). A questo proposito, in pratica, viene trascurato il bias nella stima dell'RMS delle singole osservazioni ed è determinato dalla formula

cioè considera k(n)=1.

A volte risulta più conveniente utilizzare le seguenti formule per calcolare le stime RMS delle singole osservazioni e il risultato della misurazione:

Le stime puntuali di altri parametri di distribuzione vengono utilizzate molto meno frequentemente. Le stime del coefficiente di asimmetria e curtosi sono trovate dalle formule

La definizione della dispersione delle stime del coefficiente di asimmetria e della curtosi è descritta da varie formule a seconda del tipo di distribuzione. In letteratura viene data una breve rassegna di queste formule.

Approccio probabilistico alla descrizione degli errori casuali.

Centro e momenti di distribuzione.

Come risultato della misurazione, il valore della grandezza misurata viene ottenuto sotto forma di un numero nelle unità di grandezza accettate. L'errore di misura è anche convenientemente espresso come un numero. Tuttavia, l'errore di misura è una variabile casuale, la cui descrizione esauriente può essere solo la legge di distribuzione. È noto dalla teoria della probabilità che la legge di distribuzione può essere caratterizzata da caratteristiche numeriche (numeri non casuali), che vengono utilizzate per quantificare l'errore.

Le principali caratteristiche numeriche delle leggi di distribuzione sono l'aspettativa matematica e la dispersione, che sono determinate dalle espressioni:

dove M- simbolo di aspettativa matematica; D- simbolo di varianza.

Aspettativa matematica dell'errore le misurazioni sono un valore non casuale, rispetto al quale si disperdono altri valori di errori nelle misurazioni ripetute. L'aspettativa matematica caratterizza la componente sistematica dell'errore di misura, cioè M [Δх]=ΔxC. Come caratteristica numerica dell'errore

M [Δx] indica la deviazione dei risultati della misurazione rispetto al valore reale del valore misurato.

Dispersione degli errori D [Δх] caratterizza il grado di dispersione (scatter) dei singoli valori di errore rispetto all'aspettativa matematica. Poiché lo scattering si verifica a causa della componente casuale dell'errore, allora .

Minore è la dispersione, minore è la diffusione, più accurate saranno le misurazioni. Pertanto, la dispersione può servire come caratteristica dell'accuratezza delle misurazioni. Tuttavia, la varianza è espressa in unità di errore al quadrato. Pertanto, come caratteristica numerica dell'accuratezza della misurazione, utilizziamo deviazione standard con segno positivo ed espressa in unità di errore.

Di solito, durante l'esecuzione delle misurazioni, si sforzano di ottenere un risultato di misurazione con un errore che non superi il valore consentito. Conoscere solo la deviazione standard non consente di trovare l'errore massimo che può verificarsi durante le misurazioni, il che indica le possibilità limitate di un errore numerico caratteristico come σ[Δx] . Inoltre, in diverse condizioni di misurazione, quando le leggi di distribuzione degli errori possono differire tra loro, l'errore Insieme a una varianza minore può assumere valori maggiori.

I valori di errore massimi dipendono non solo da σ[Δx] , ma anche sulla forma della legge di distribuzione. Quando la distribuzione dell'errore è teoricamente illimitata, ad esempio con una normale legge di distribuzione, l'errore può essere di qualsiasi valore. In questo caso si può parlare solo di un intervallo oltre il quale l'errore non andrà oltre con una certa probabilità. Questo intervallo è chiamato intervallo di confidenza, caratterizzandone la probabilità - probabilità di confidenza, e i limiti di questo intervallo sono i valori di confidenza dell'errore.

Nella pratica delle misurazioni vengono utilizzati vari valori di probabilità di confidenza, ad esempio: 0,90; 0,95; 0,98; 0,99; 0,9973 e 0,999. L'intervallo di confidenza e il livello di confidenza vengono scelti in base alle condizioni di misurazione specifiche. Quindi, ad esempio, con una distribuzione normale di errori casuali con deviazione standard, viene spesso utilizzato un intervallo di confidenza da a, per il quale la probabilità di confidenza è uguale a

0,9973. Tale probabilità di confidenza significa che, in media, su 370 errori casuali, solo un errore in valore assoluto sarà

Poiché in pratica il numero di singole misurazioni raramente supera diverse decine, la comparsa anche di un errore casuale maggiore di

Un evento improbabile, la presenza di due di questi errori è quasi impossibile. Questo ci permette di affermare con sufficiente ragione che tutti i possibili errori di misura casuali distribuiti secondo la legge normale praticamente non superano il valore assoluto (regola dei "tre sigma").

Secondo GOST, l'intervallo di confidenza è una delle principali caratteristiche dell'accuratezza della misurazione. La presente norma stabilisce una delle forme di presentazione del risultato della misurazione nella seguente forma: x; Δx da Δxn a Δxin1; R , dove x - risultato della misurazione in unità del valore misurato; Δx, Δxн, Δxв - rispettivamente, l'errore di misurazione con i suoi limiti inferiore e superiore nelle stesse unità; R - la probabilità con cui l'errore di misura rientra in questi limiti.

GOST consente anche altre forme di presentazione del risultato della misurazione, che differiscono dalla forma sopra in quanto indicano separatamente le caratteristiche delle componenti sistematiche e casuali dell'errore di misurazione. Allo stesso tempo, per l'errore sistematico, vengono indicate le sue caratteristiche probabilistiche. Si è già notato in precedenza che a volte l'errore sistematico deve essere stimato da un punto di vista probabilistico. In questo caso, le caratteristiche principali dell'errore sistematico sono М [Δхс], σ [Δхс] e il suo intervallo di confidenza. È consigliabile separare le componenti sistematiche e casuali dell'errore se il risultato della misurazione viene utilizzato in un'ulteriore elaborazione dei dati, ad esempio quando si determina il risultato di misurazioni indirette e se ne valuta l'accuratezza, quando si sommano gli errori, ecc.

Qualsiasi forma di presentazione del risultato della misurazione fornita da GOST deve contenere i dati necessari, sulla base dei quali è possibile determinare l'intervallo di confidenza per l'errore del risultato della misurazione. Nel caso generale, si può stabilire un intervallo di confidenza se si conoscono la forma della legge di distribuzione dell'errore e le principali caratteristiche numeriche di tale legge.

________________________

1 Δxн e Δxв devono essere indicati con i loro segni. Nel caso generale |Δxн| potrebbe non essere uguale a |Δxв|. Se i margini di errore sono simmetrici, cioè |Δxн| = |Δxv| = Δx, allora il risultato della misura può essere scritto come segue: x ±Δx; P.

DISPOSITIVI ELETTROMECCANICI

Un dispositivo elettromeccanico comprende un circuito di misurazione, un meccanismo di misurazione e un dispositivo di lettura.

Dispositivi magnetoelettrici.

I dispositivi magnetoelettrici sono costituiti da un meccanismo di misurazione magnetoelettrico con un dispositivo di lettura e un circuito di misurazione. Questi dispositivi vengono utilizzati per misurare correnti e tensioni continue, resistenze, quantità di elettricità (galvanometri balistici e coulombmetri), nonché per misurare o indicare piccole correnti e tensioni (galvanometri). Inoltre, vengono utilizzati dispositivi magnetoelettrici per la registrazione di grandezze elettriche (dispositivi di autoregistrazione e galvanometri oscilloscopi).

La coppia nel meccanismo di misurazione di un dispositivo magnetoelettrico deriva dall'interazione del campo magnetico di un magnete permanente e del campo magnetico di una bobina con la corrente. Vengono utilizzati meccanismi magnetoelettrici con una bobina mobile e un magnete mobile. (Più comune con bobina mobile).

Vantaggi: alta sensibilità, basso autoconsumo di energia, caratteristica di conversione statica nominale lineare e stabile α=f(I), nessuna influenza dei campi elettrici e poca influenza dei campi magnetici (a causa di un campo piuttosto forte nel traferro (0,2 - 1.2T)) .

Svantaggi: bassa capacità di sovraccarico di corrente, relativa complessità e costo elevato, rispondono solo alla corrente continua.

Dispositivi elettrodinamici (ferrodinamici).

I dispositivi elettrodinamici (ferrodinamici) sono costituiti da un meccanismo di misurazione elettrodinamico (ferrodinamico) con un dispositivo di lettura e un circuito di misurazione. Questi dispositivi sono utilizzati per misurare le correnti e le tensioni continue e alternate, la potenza nei circuiti in corrente continua e alternata, l'angolo di fase tra le correnti e le tensioni alternate. Gli strumenti elettrodinamici sono gli strumenti elettromeccanici più accurati per circuiti AC.

La coppia nei meccanismi di misura elettrodinamici e ferrodinamici deriva dall'interazione dei campi magnetici delle bobine fisse e mobili con le correnti.

Vantaggi: funzionano sia in corrente continua che alternata (fino a 10 kHz) con elevata precisione ed elevata stabilità delle loro proprietà.

Svantaggi: i meccanismi di misura elettrodinamici hanno una bassa sensibilità rispetto ai meccanismi magnetoelettrici. Pertanto, hanno un grande consumo di energia proprio. I meccanismi di misura elettrodinamici hanno una bassa capacità di sovraccarico di corrente, sono relativamente complessi e costosi.

Il meccanismo di misura ferrodinamico differisce dal meccanismo elettrodinamico in quanto le sue bobine fisse hanno un circuito magnetico realizzato in materiale in fogli magneticamente morbido, che consente di aumentare notevolmente il flusso magnetico e, di conseguenza, la coppia. Tuttavia, l'uso di un nucleo ferromagnetico porta a errori causati dalla sua influenza. Allo stesso tempo, i meccanismi di misura ferrodinamici sono poco influenzati dai campi magnetici esterni.

Dispositivi elettromagnetici

I dispositivi elettromagnetici sono costituiti da un meccanismo di misurazione elettromagnetico con un dispositivo di lettura e un circuito di misurazione. Sono utilizzati per misurare correnti e tensioni alternate e continue, per misurare la frequenza e lo sfasamento tra corrente e tensione alternata. A causa del costo relativamente basso e delle prestazioni soddisfacenti, i dispositivi elettromagnetici costituiscono la maggior parte dell'intero parco strumenti del pannello.

La coppia in questi meccanismi nasce dall'interazione di uno o più nuclei ferromagnetici della parte mobile e il campo magnetico della bobina, attraverso l'avvolgimento di cui scorre corrente.

Vantaggi: semplicità di progettazione e basso costo, elevata affidabilità di funzionamento, capacità di sopportare grandi sovraccarichi, capacità di lavorare in circuiti sia in corrente continua che alternata (fino a circa 10 kHz).

Svantaggi: bassa precisione e bassa sensibilità, forte influenza sul funzionamento dei campi magnetici esterni.

dispositivi elettrostatici.

La base dei dispositivi elettrostatici è un meccanismo di misurazione elettrostatico con un dispositivo di lettura. Sono utilizzati principalmente per misurare le tensioni AC e DC.

La coppia nei meccanismi elettrostatici deriva dall'interazione di due sistemi di conduttori carichi, uno dei quali è mobile.

Dispositivi a induzione.

I dispositivi a induzione sono costituiti da un meccanismo di misura induttivo con un dispositivo di lettura e un circuito di misura.

Il principio di funzionamento dei meccanismi di misura a induzione si basa sull'interazione di flussi magnetici di elettromagneti e correnti parassite indotte da flussi magnetici in una parte mobile realizzata sotto forma di un disco di alluminio. Attualmente, dai dispositivi a induzione, vengono utilizzati contatori di energia elettrica nei circuiti a corrente alternata.

Viene richiamata la deviazione del risultato della misurazione dal valore reale della grandezza misurata errore di misurazione. Errore di misura Δx = x - xi, dove x è il valore misurato; xi è il vero valore.

Poiché il valore reale è sconosciuto, in pratica l'errore di misura viene stimato in base alle proprietà dello strumento di misura, alle condizioni dell'esperimento e all'analisi dei risultati. Il risultato ottenuto differisce dal valore reale, pertanto il risultato della misurazione ha valore solo se viene fornita una stima dell'errore nel valore ottenuto della quantità misurata. Inoltre, molto spesso determinano non un errore specifico del risultato, ma grado di inaffidabilità- i confini della zona in cui si trova l'errore.

Il concetto è spesso usato "Accuratezza di misurazione", - un concetto che riflette la vicinanza del risultato della misurazione al valore reale della quantità misurata. Un'elevata precisione di misurazione corrisponde a un errore di misurazione basso.

A uno qualsiasi del numero di valori dato può essere scelto come principale, ma in pratica vengono scelti i valori che possono essere riprodotti e misurati con la massima precisione. Nel campo dell'ingegneria elettrica, le grandezze principali sono la lunghezza, la massa, il tempo e l'intensità della corrente elettrica.

La dipendenza di ciascuna grandezza derivata da quelle principali è indicata dalla sua dimensione. Dimensione della quantitàè un prodotto delle designazioni delle principali grandezze elevate ai poteri appropriati, ed è la sua caratteristica qualitativa. Le dimensioni delle quantità sono determinate sulla base delle corrispondenti equazioni della fisica.

La quantità fisica è dimensionale, se la sua dimensione comprende almeno una delle grandezze di base elevate a potenza diversa da zero. La maggior parte delle grandezze fisiche sono dimensionali. Tuttavia, ci sono senza dimensione quantità (relative), che sono il rapporto di un dato fisico le quantità a quello omonimo, usato come iniziale (riferimento). Le quantità adimensionali sono, ad esempio, il rapporto di trasformazione, l'attenuazione, ecc.

Le quantità fisiche, a seconda dell'insieme di dimensioni che possono avere quando cambiano in un intervallo limitato, sono suddivise in continue (analogiche) e quantizzate (discrete) in dimensione (livello).

Valore analogico può avere un numero infinito di dimensioni all'interno di un determinato intervallo. Questo è il numero schiacciante di grandezze fisiche (tensione, intensità di corrente, temperatura, lunghezza, ecc.). Quantizzato grandezza ha solo un insieme numerabile di dimensioni nell'intervallo specificato. Un esempio di tale quantità può essere una piccola carica elettrica, la cui dimensione è determinata dal numero di cariche elettroniche in essa contenute. Le dimensioni di una quantità quantizzata possono corrispondere solo a determinati livelli - livelli di quantizzazione. Viene chiamata la differenza tra due livelli di quantizzazione adiacenti fase di quantizzazione (quantum).

Il valore di una grandezza analogica è determinato mediante misurazione con un errore inevitabile. Una quantità quantizzata può essere determinata contando i suoi quanti se sono costanti.

Le quantità fisiche possono essere costanti o variabili nel tempo. Quando si misura una grandezza costante nel tempo, è sufficiente determinare uno dei suoi valori istantanei. Le variabili nel tempo possono avere una natura quasi deterministica o casuale del cambiamento.

Quasi deterministico quantità fisica - grandezza per la quale è noto il tipo di dipendenza dal tempo, ma non è noto il parametro misurato di tale dipendenza. Quantità fisica casuale - una quantità la cui dimensione cambia casualmente nel tempo. Come caso speciale di quantità variabili nel tempo, si possono individuare quantità discrete nel tempo, cioè quantità le cui dimensioni sono diverse da zero solo in determinati momenti.

Le grandezze fisiche si dividono in attive e passive. Valori attivi(ad esempio, forza meccanica, EMF di una sorgente di corrente elettrica) sono in grado di creare segnali di informazioni di misura senza fonti di energia ausiliarie (vedi sotto). Grandezze passive(ad es. massa, resistenza elettrica, induttanza) non possono generare essi stessi segnali di informazioni di misurazione. Per fare ciò, devono essere attivati ​​​​utilizzando fonti di energia ausiliarie, ad esempio, quando si misura la resistenza di un resistore, è necessario che una corrente fluisca attraverso di esso. A seconda degli oggetti di studio si parla di grandezze elettriche, magnetiche o non elettriche.

Viene chiamata una grandezza fisica, alla quale, per definizione, viene assegnato un valore numerico uguale a uno unità di grandezza fisica. La dimensione di un'unità di una quantità fisica può essere qualsiasi. Tuttavia, le misurazioni devono essere effettuate in unità generalmente accettate. La comunità delle unità su scala internazionale è stabilita da accordi internazionali. Unità di grandezze fisiche, secondo le quali è stato introdotto il sistema internazionale di unità (SI) per l'uso obbligatorio nel nostro paese.

Quando si studia l'oggetto di studio, è necessario allocare quantità fisiche per le misurazioni, tenendo conto dello scopo della misurazione, che si riduce allo studio o alla valutazione di eventuali proprietà dell'oggetto. Poiché gli oggetti reali hanno un insieme infinito di proprietà, al fine di ottenere risultati di misurazione adeguati allo scopo delle misurazioni, alcune proprietà degli oggetti che sono significative per lo scopo prescelto vengono individuate come grandezze misurate, ovvero scelgono modello a oggetti.

STANDARDIZZAZIONE

Il sistema di standardizzazione statale (DSS) in Ucraina è regolato dai principali standard:

DSTU 1.0 - 93 DSS. Disposizioni di base.

DSTU 1.2 - 93 DSS. La procedura per lo sviluppo di standard statali (nazionali).

DSTU 1.3 - 93 DSS. La procedura per lo sviluppo della costruzione, presentazione, progettazione, approvazione, approvazione, designazione e registrazione delle specifiche.

DSTU 1.4 - 93 DSS. Standard aziendali. Disposizioni di base.

DSTU 1.5 - 93 DSS. Disposizioni di base per la costruzione, presentazione, progettazione e contenuto delle norme;

DSTU 1.6 - 93 DSS. La procedura per la registrazione statale di standard di settore, standard di partenariati e comunità (sindacati) scientifici, tecnici e ingegneristici.

DSTU 1.7 - 93 DSS. Regole e metodi per l'adozione e l'applicazione di standard internazionali e regionali.

Gli organismi di normalizzazione sono:

Organo esecutivo centrale nel campo della standardizzazione DKTRSP

Consiglio per gli standard

Comitati tecnici per la standardizzazione

Altri enti che si occupano di standardizzazione.

Classificazione dei documenti normativi e degli standard operanti in Ucraina.

Documenti normativi internazionali, standard e raccomandazioni.

Stato. standard ucraini.

Standard repubblicani dell'ex SSR ucraino, approvati prima del 01/08/91.

Impostazione dei documenti dell'Ucraina (KND e R)

Stato. Classificatori dell'Ucraina (DK)

Standard e specifiche del settore dell'ex URSS, approvati prima del 01/01/92 con periodi di validità estesi.

Standard di settore dell'Ucraina registrati in UkrNDISSI

Specifiche registrate dagli organismi territoriali di standardizzazione dell'Ucraina.

I termini di base della metrologia sono stabiliti dagli standard statali.

1. Concetto di base della metrologia - misurazione. Secondo GOST 16263-70, la misurazione consiste nel trovare il valore di una quantità fisica (PV) empiricamente utilizzando mezzi tecnici speciali.

Il risultato della misurazione è la ricezione del valore della quantità durante il processo di misurazione.

Con l'aiuto delle misurazioni, si ottengono informazioni sullo stato della produzione, sui processi economici e sociali. Ad esempio, le misurazioni sono la principale fonte di informazioni sulla conformità di prodotti e servizi ai requisiti dei documenti normativi durante la certificazione.

2. Strumento di misurazione(SI) - uno strumento tecnico speciale che memorizza un'unità di quantità per confrontare la quantità misurata con la sua unità.

3. Misura- si tratta di uno strumento di misura atto a riprodurre una grandezza fisica di una determinata dimensione: pesi, blocchetti di riscontro.

Per valutare la qualità delle misurazioni, vengono utilizzate le seguenti proprietà delle misurazioni: correttezza, convergenza, riproducibilità e accuratezza.

- Correttezza- una proprietà delle misurazioni quando i loro risultati non sono distorti da errori sistematici.

- Convergenza- una proprietà delle misurazioni, che riflette la vicinanza reciproca dei risultati delle misurazioni effettuate nelle stesse condizioni, dallo stesso MI, dallo stesso operatore.

- Riproducibilità- una proprietà delle misurazioni, che riflette la vicinanza reciproca dei risultati di misurazioni della stessa quantità, eseguite in condizioni diverse - in momenti diversi, in luoghi diversi, con metodi e strumenti di misura diversi.

Ad esempio, la stessa resistenza può essere misurata direttamente con un ohmmetro, oppure con un amperometro e un voltmetro utilizzando la legge di Ohm. Ma, naturalmente, in entrambi i casi i risultati dovrebbero essere gli stessi.

- Precisione- proprietà delle misurazioni, che riflette la vicinanza dei loro risultati al valore reale della grandezza misurata.

Questa è la proprietà principale delle misurazioni, perché più utilizzati nella pratica delle intenzioni.

L'accuratezza della misurazione di SI è determinata dal loro errore. Un'elevata precisione di misurazione corrisponde a piccoli errori.

4. Errore- questa è la differenza tra le letture SI (risultato della misurazione) Xmeas e il valore reale (effettivo) della grandezza fisica misurata Xd.

Il compito della metrologia è garantire l'uniformità delle misurazioni. Pertanto, per generalizzare tutti i termini di cui sopra, viene utilizzato il concetto unità di misura- lo stato delle misurazioni, in cui i loro risultati sono espressi in unità legali, e gli errori sono noti con una determinata probabilità e non vanno oltre i limiti stabiliti.

Le misure per garantire effettivamente l'uniformità delle misurazioni nella maggior parte dei paesi del mondo sono stabilite da leggi e sono incluse nelle funzioni della metrologia legale. Nel 1993 è stata adottata la legge della Federazione Russa "Garantire l'uniformità delle misurazioni".

In precedenza, le norme giuridiche erano stabilite da decreti governativi.

Rispetto a quanto previsto da tali ordinanze, la Legge ha stabilito le seguenti novità:

Nella terminologia - vengono sostituiti concetti e termini obsoleti;

Nella concessione delle attività metrologiche nel Paese - il diritto al rilascio di una licenza è concesso esclusivamente agli organi del Servizio metrologico statale;

È stata introdotta una verifica unificata degli strumenti di misura;

È stata stabilita una netta separazione delle funzioni di controllo metrologico statale e supervisione metrologica statale.

Un'innovazione è anche l'ampliamento dell'ambito della vigilanza metrologica statale alle operazioni bancarie, postali, fiscali, doganali, nonché alla certificazione obbligatoria di prodotti e servizi;

Regole di calibrazione riviste;

È stata introdotta la certificazione volontaria degli strumenti di misura, ecc.

Prerequisiti per l'adozione della legge:

La transizione del Paese verso un'economia di mercato;

Di conseguenza - riorganizzazione dei servizi metrologici statali;

Ciò ha comportato una violazione del sistema centralizzato di gestione delle attività metrologiche e dei servizi dipartimentali;

Vi sono stati problemi nella conduzione della supervisione e del controllo metrologico statale in connessione con l'emergere di varie forme di proprietà;

Pertanto, il problema della revisione dei fondamenti legali, organizzativi ed economici della metrologia è diventato molto rilevante.

Gli scopi della legge sono i seguenti:

Protezione dei cittadini e dell'economia della Federazione Russa dalle conseguenze negative di risultati di misurazione inaffidabili;

Promuovere il progresso attraverso l'uso di standard statali di unità di quantità e l'uso di risultati di misurazione di accuratezza garantita;

Creazione di condizioni favorevoli per lo sviluppo delle relazioni internazionali;

Regolamento dei rapporti tra le autorità statali della Federazione Russa con persone giuridiche e persone fisiche sulla produzione, produzione, funzionamento, riparazione, vendita e importazione di strumenti di misura.

Di conseguenza, i principali ambiti di applicazione della legge sono il commercio, la sanità, la tutela dell'ambiente e l'attività economica estera.

Il compito di garantire l'uniformità delle misurazioni è affidato al Servizio metrologico dello Stato. La legge determina il carattere intersettoriale e subordinato delle sue attività.

La natura intersettoriale dell'attività indica lo status giuridico del Servizio metrologico statale, simile ad altri organi di controllo e supervisione dell'amministrazione statale (Gosatomnadzor, Gosenergonadzor, ecc.).

La natura subordinata delle sue attività significa subordinazione verticale a un dipartimento: lo standard statale della Russia, all'interno del quale esiste separatamente e autonomamente.

In applicazione della legge adottata, il governo della Federazione Russa nel 1994 ha approvato una serie di documenti:

- "Regolamento sui centri scientifici e metrologici statali",

- "La procedura per l'approvazione dei regolamenti sui servizi metrologici delle autorità esecutive federali e delle persone giuridiche",

- "La procedura per l'accreditamento dei servizi metrologici delle persone giuridiche per il diritto alla verifica degli strumenti di misura",

Questi documenti, insieme alla legge specificata, sono i principali atti legali sulla metrologia in Russia.

Metrologia

Metrologia(dal greco μέτρον - misura, + altro greco λόγος - pensiero, ragione) - Oggetto della metrologia è l'estrazione di informazioni quantitative sulle proprietà degli oggetti con una data accuratezza e affidabilità; il quadro normativo per questo sono gli standard metrologici.

La metrologia è composta da tre sezioni principali:

• teorico o fondamentale - considera problemi teorici generali (sviluppo della teoria e problemi di misurazione delle grandezze fisiche, loro unità, metodi di misura).
• Applicato- studia le problematiche di applicazione pratica degli sviluppi teorici della metrologia. Si occupa di tutte le problematiche di supporto metrologico.
• Legislativo- stabilisce requisiti tecnici e legali obbligatori per l'uso di unità di grandezza fisica, metodi e strumenti di misura.

metrologo

Scopi e obiettivi della metrologia

• creazione di una teoria generale delle misure;
• formazione di unità di grandezze fisiche e sistemi di unità;
• sviluppo e standardizzazione di metodi e strumenti di misura, metodi per determinare l'accuratezza delle misurazioni, le basi per garantire l'uniformità delle misurazioni e l'uniformità degli strumenti di misura (la cosiddetta "metrologia legale");
• creazione di standard ed esemplari di strumenti di misura, verifica di misure e strumenti di misura. Il sottocompito prioritario di questa direzione è lo sviluppo di un sistema di standard basato su costanti fisiche.

La metrologia studia anche lo sviluppo del sistema delle misure, delle unità monetarie e dei conti in una prospettiva storica.

Assiomi della metrologia

1. Qualsiasi misura è un confronto.
2. Qualsiasi misurazione senza informazioni a priori è impossibile.
3. Il risultato di qualsiasi misurazione senza arrotondare il valore è un valore casuale.

Termini e definizioni della metrologia

• Unità di misura- lo stato delle misurazioni, caratterizzato dal fatto che i loro risultati sono espressi in unità legali, le cui dimensioni, entro i limiti stabiliti, sono uguali alle dimensioni delle unità riprodotte dalle norme primarie, e gli errori dei risultati delle misurazioni sono noti e non vanno oltre i limiti stabiliti con una data probabilità.
• Quantità fisica- una delle proprietà di un oggetto fisico, qualitativamente comune a molti oggetti fisici, ma quantitativamente individuale per ciascuno di essi.
• Misurazione- un insieme di operazioni per l'utilizzo di un mezzo tecnico che memorizza un'unità di una grandezza fisica, fornendo un rapporto tra la grandezza misurata e la sua unità e ottenendo il valore di tale grandezza.
• strumento di misura- uno strumento tecnico destinato alle misurazioni e avente caratteristiche metrologiche normalizzate che riproduce e (o) memorizza un'unità di grandezza la cui entità si presume invariata entro l'errore stabilito per un intervallo di tempo noto.
• Verifica- un insieme di operazioni eseguite al fine di confermare la conformità degli strumenti di misura ai requisiti metrologici.
• Errore di misurazione- deviazione del risultato della misurazione dal valore reale della grandezza misurata.
• Errore dello strumento- la differenza tra l'indicazione dello strumento di misura e il valore effettivo della grandezza fisica misurata.
• Precisione dello strumento- caratteristica di qualità dello strumento di misura, che riflette la prossimità del suo errore a zero.
• Licenza- trattasi di autorizzazione rilasciata agli enti del servizio metrologico statale nel territorio ad esso assegnato a una persona fisica o giuridica per lo svolgimento di attività di produzione e riparazione di strumenti di misura.
• Unità di misura standard- uno strumento tecnico progettato per trasmettere, memorizzare e riprodurre un'unità di grandezza.

Storia della metrologia

La metrologia risale a tempi antichi ed è persino menzionata nella Bibbia. Le prime forme di metrologia consistevano in autorità locali che stabilivano standard semplici e arbitrari, spesso basati su misurazioni semplici e pratiche come la lunghezza del braccio. I primi standard furono introdotti per quantità come lunghezza, peso e tempo per facilitare le transazioni commerciali e per registrare l'attività umana.

La metrologia ha acquisito un nuovo significato nell'era della rivoluzione industriale, è diventata assolutamente necessaria per la produzione di massa.

Fasi storicamente importanti nello sviluppo della metrologia:

• XVIII secolo - l'istituzione dello stendardo metrico (lo stendardo è conservato in Francia, nel Museo dei Pesi e delle Misure; attualmente è più una mostra storica che uno strumento scientifico);
• 1832 - la creazione di sistemi assoluti di unità da parte di Carl Gauss;
• 1875 - firma della Convenzione metrica internazionale;
• 1960 - sviluppo e istituzione del Sistema Internazionale di Unità (SI);
• XX secolo - gli studi metrologici dei singoli paesi sono coordinati da organizzazioni metrologiche internazionali.

Pietre miliari della storia nazionale della metrologia:

• adesione alla Convenzione Meter;
• 1893 - la creazione della Camera principale di misure e pesi da parte di D. I. Mendeleev (nome moderno: "Istituto di ricerca di metrologia intitolato a Mendeleev");

Il 20 maggio si celebra ogni anno la Giornata mondiale della metrologia. La festa è stata istituita dal Comitato internazionale per i pesi e le misure (CIPM) nell'ottobre 1999, in occasione dell'88a riunione del CIPM.

Formazione e differenze della metrologia in URSS (Russia) e all'estero

Il rapido sviluppo della scienza, dell'ingegneria e della tecnologia nel ventesimo secolo ha richiesto lo sviluppo della metrologia come scienza. In URSS, la metrologia si è sviluppata come disciplina statale, poiché la necessità di migliorare l'accuratezza e la riproducibilità delle misurazioni è cresciuta con l'industrializzazione e la crescita del complesso militare-industriale. Anche la metrologia straniera è partita dai requisiti della pratica, ma questi requisiti provenivano principalmente da aziende private. Una conseguenza indiretta di questo approccio è stata la regolamentazione statale di vari concetti relativi alla metrologia, ovvero la standardizzazione di tutto ciò che deve essere standardizzato. All'estero, questo compito è stato svolto da organizzazioni non governative, come ASTM.

A causa di questa differenza nella metrologia dell'URSS e delle repubbliche post-sovietiche, gli standard statali (standard) sono riconosciuti come dominanti, in contrasto con l'ambiente occidentale competitivo, in cui una società privata può non utilizzare uno standard o un dispositivo discutibile e concordare con i suoi partner su un'altra opzione per certificare la riproducibilità delle misurazioni.

Aree separate della metrologia

• Metrologia dell'aviazione
• metrologia chimica
• metrologia medica
• Biometrica

La scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi per garantire la loro unità e le modalità per ottenere l'accuratezza richiesta.

MISURA

UNITA' DI MISURE

1. Grandezze fisiche

QUANTITÀ FISICA (PV)

VALORE EF REALE

PARAMETRO FISICO

Influenzare fv

ASTA FV

Certezza qualitativa FV.

Lunghezza e diametro della parte-

UNITA' FV

FV SISTEMA DI UNITÀ

UNITÀ DERIVATA

Unità di velocità- metro/secondo.

UNITÀ FV ESTERNA

consentito ugualmente;.

temporaneamente consentito;

messo fuori uso.

Per esempio:

- - unità di tempo;

in ottica- diottrie- - ettaro- - unità di energia, ecc.;

- giro al secondo; sbarra- unità di pressione (1 bar = 100 000 Papà);

centro, ecc.

UNITÀ FV MULTIPLA

DOLNY PV

Ad esempio, 1µs= 0.000 001 s.

Termini e definizioni di base metrologia

La scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi per garantire la loro unità e le modalità per ottenere l'accuratezza richiesta.

MISURA

Trovare il valore della grandezza fisica misurata empiricamente usando mezzi tecnici speciali.

UNITA' DI MISURE

Caratteristica della qualità delle misurazioni, che consiste nel fatto che i loro risultati sono espressi in unità legali e gli errori dei risultati delle misurazioni sono noti con una determinata probabilità e non vanno oltre i limiti stabiliti.

PRECISIONE DEL RISULTATO DELLA MISURA

Caratteristica della qualità della misurazione, che riflette la vicinanza allo zero dell'errore del suo risultato.

1. Grandezze fisiche

QUANTITÀ FISICA (PV)

Caratteristica di una delle proprietà di un oggetto fisico (sistema fisico, fenomeno o processo), qualitativamente comune a molti oggetti fisici, ma quantitativamente individuale per ciascun oggetto.

IL VERO VALORE DI UNA QUANTITÀ FISICA

Il valore di una grandezza fisica che idealmente riflette qualitativamente e quantitativamente la corrispondente grandezza fisica.

Questo concetto è paragonabile al concetto di verità assoluta in filosofia.

VALORE EF REALE

Il valore PV trovato sperimentalmente e così vicino al valore reale da poterlo sostituire per l'attività di misurazione data.

Quando si verificano strumenti di misura, ad esempio, il valore effettivo è il valore di una misura esemplare o l'indicazione di uno strumento di misura esemplare.

PARAMETRO FISICO

PV, considerato quando si misura questo PV come caratteristica ausiliaria.

Ad esempio, la frequenza durante la misurazione della tensione CA.

Influenzare fv

PV, la cui misura non è prevista da questo strumento di misura, ma che influisce sui risultati della misura.

ASTA FV

Certezza qualitativa FV.

Lunghezza e diametro della parte- valori omogenei; la lunghezza e la massa della parte sono grandezze non uniformi.

UNITA' FV

PV di dimensione fissa, a cui è assegnato condizionalmente un valore numerico pari a uno, e utilizzato per quantificare PV omogenei.

Ci devono essere tante unità quanti sono i PV.

Esistono unità di base, derivate, multiple, sottomultiple, sistemiche e non sistemiche.

FV SISTEMA DI UNITÀ

L'insieme delle unità di base e derivate delle grandezze fisiche.

UNITÀ BASE DEL SISTEMA DI UNITÀ

L'unità del fotovoltaico principale nel sistema di unità specificato.

Unità di base del Sistema Internazionale di Unità SI: metro, chilogrammo, secondo, ampere, kelvin, talpa, candela.

UNITÀ AGGIUNTIVA SISTEMA DI UNITÀ

Non esiste una definizione rigida. Nel sistema SI, queste sono unità di angoli piatti - radianti - e solidi - steradiani.

UNITÀ DERIVATA

Un'unità di una derivata di un PV di un sistema di unità, formata secondo un'equazione che la mette in relazione con unità di base o con unità di base e derivate già definite.

Unità di velocità- metro/secondo.

UNITÀ FV ESTERNA

L'unità FV non è inclusa in nessuno dei sistemi di unità accettati.

Le unità non sistemiche in relazione al sistema SI sono divise in quattro tipi:

consentito ugualmente;.

consentito per l'uso in aree speciali;

temporaneamente consentito;

messo fuori uso.

Per esempio:

ton: gradi, minuti, secondi- unità angolari; litro; minuto, ora, giorno, settimana, mese, anno, secolo- unità di tempo;

in ottica- diottrie- unità di misura della potenza ottica; in agricoltura- ettaro- unità territoriale; in fisica elettronvolt- unità di energia, ecc.;

nella navigazione marittima, miglio nautico, nodo; in altre aree- giro al secondo; sbarra- unità di pressione (1 bar = 100 000 Papà);

chilogrammo-forza per centimetro quadrato; millimetro di mercurio; Potenza;

centro, ecc.

UNITÀ FV MULTIPLA

L'unità FV è un numero intero di volte maggiore dell'unità di sistema o non di sistema.

Ad esempio, l'unità di frequenza è 1 MHz = 1.000.000 Hz

DOLNY PV

L'unità FV è un numero intero di volte inferiore all'unità di sistema o non di sistema.

Ad esempio, 1µs= 0.000 001 s.

Termini e definizioni di base per la metrologia

Metrologia- la scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi per assicurarne l'unità e le modalità per raggiungere l'accuratezza richiesta.

Misurazione diretta- una misura in cui si ottiene direttamente il valore desiderato di una grandezza fisica.

Misurazione indiretta– determinazione del valore desiderato di una grandezza fisica sulla base dei risultati di misurazioni dirette di altre grandezze fisiche funzionalmente correlate al valore cercato.

Il vero valore di una grandezza fisica- il valore di una grandezza fisica, che idealmente caratterizza qualitativamente e quantitativamente la corrispondente grandezza fisica.

Il valore effettivo di una grandezza fisicaè il valore di una grandezza fisica ottenuta sperimentalmente e così vicina al valore reale da poter essere utilizzata al suo posto nel problema di misura dato.

Grandezza fisica misurata– grandezza fisica da misurare in base allo scopo principale dell'attività di misurazione.

Influenzare la quantità fisica– una grandezza fisica che influisce sulla dimensione della grandezza misurata e (o) sul risultato della misurazione.

Normale gamma di quantità di influenza- l'intervallo di valori della grandezza influente, all'interno del quale la variazione del risultato della misurazione sotto la sua influenza può essere trascurata secondo gli standard di accuratezza stabiliti.

Campo di lavoro dei valori della grandezza influente- l'intervallo di valori della grandezza influente, all'interno del quale viene normalizzato l'errore aggiuntivo o la modifica delle letture dello strumento di misura.

segnale di misura– un segnale contenente informazioni quantitative sulla grandezza fisica misurata.

Valore di divisione della scalaè la differenza tra i valori corrispondenti a due segni di scala adiacenti.

Campo di indicazione dello strumento di misura– range di valori della scala dello strumento, limitato dai valori iniziali e finali della scala.

Campo di misura- l'intervallo di valori della grandezza, entro il quale vengono normalizzati i limiti di errore ammissibili dello strumento di misura.

Variazione del contatore- la differenza nelle letture dello strumento nello stesso punto dell'intervallo di misurazione con un approccio graduale a questo punto dal lato di valori sempre più piccoli della quantità misurata.

Fattore di conversione del trasmettitore- il rapporto tra il segnale all'uscita del trasduttore di misura, che visualizza il valore misurato, e il segnale che lo provoca all'ingresso del trasduttore.

Sensibilità dello strumento di misura- proprietà di uno strumento di misura, determinata dal rapporto tra la variazione del segnale di uscita di tale strumento e la variazione del valore misurato che lo provoca

Errore assoluto dello strumento di misura- la differenza tra l'indicazione dello strumento di misura e il valore reale (reale) della grandezza misurata, espresso in unità della grandezza fisica misurata.

Errore relativo dello strumento di misura- errore dello strumento di misura, espresso come rapporto tra l'errore assoluto dello strumento di misura e il risultato della misura o con il valore effettivo della grandezza fisica misurata.

Errore ridotto dello strumento di misura- errore relativo, espresso come rapporto tra l'errore assoluto dello strumento di misura e il valore condizionalmente accettato della grandezza (o valore di normalizzazione), costante sull'intero campo di misura o in parte di esso. Spesso come valore di normalizzazione viene preso il range delle indicazioni o il limite superiore delle misurazioni. L'errore indicato è solitamente espresso in percentuale.

Errore sistematico dello strumento di misura- componente dell'errore dello strumento di misura, assunta come costante o che varia regolarmente.

Errore casuale dello strumento di misura- componente dell'errore dello strumento di misura, che varia casualmente.

Errore di base dello strumento di misuraè l'errore dello strumento di misura utilizzato in condizioni normali.

Errore aggiuntivo dello strumento di misura- componente dell'errore dello strumento di misura, che si verifica in aggiunta all'errore principale per lo scostamento di una qualsiasi delle grandezze influenti dal suo valore normale o per superamento del normale range di valori.

Limite di errore ammissibile dello strumento di misura- il valore maggiore dell'errore degli strumenti di misura, stabilito dal documento normativo per questa tipologia di strumenti di misura, al quale è ancora riconosciuto idoneo all'uso.

Classe di precisione dello strumento di misura- una caratteristica generalizzata di questo tipo di strumenti di misura, di norma, che riflette il livello della loro accuratezza, espressa dai limiti degli errori di base e aggiuntivi consentiti, nonché da altre caratteristiche che influiscono sull'accuratezza.

Errore di misurazione- deviazione del risultato della misurazione dal valore reale (reale) della grandezza misurata.

Miss (errore di misurazione lordo)- l'errore del risultato di una singola misurazione inclusa in una serie di misurazioni, che per queste condizioni differisce nettamente dal resto dei risultati di questa serie.

Errore del metodo di misurazioneè la componente dell'errore di misurazione sistematico, dovuto all'imperfezione del metodo di misurazione accettato.

Emendamentoè il valore della quantità immessa nel risultato della misurazione non corretto per eliminare le componenti dell'errore sistematico. Il segno della correzione è opposto al segno dell'errore. La correzione introdotta nella lettura dello strumento di misura è chiamata correzione della lettura dello strumento.

Termini e definizioni di base metrologia

La scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi per garantire la loro unità e le modalità per ottenere l'accuratezza richiesta.

MISURA

Trovare il valore della grandezza fisica misurata empiricamente usando mezzi tecnici speciali.

UNITA' DI MISURE

Caratteristica della qualità delle misurazioni, che consiste nel fatto che i loro risultati sono espressi in unità legali e gli errori dei risultati delle misurazioni sono noti con una determinata probabilità e non vanno oltre i limiti stabiliti.

PRECISIONE DEL RISULTATO DELLA MISURA

Caratteristica della qualità della misurazione, che riflette la vicinanza allo zero dell'errore del suo risultato.

1. Grandezze fisiche

QUANTITÀ FISICA (PV)

Caratteristica di una delle proprietà di un oggetto fisico (sistema fisico, fenomeno o processo), qualitativamente comune a molti oggetti fisici, ma quantitativamente individuale per ciascun oggetto.

IL VERO VALORE DI UNA QUANTITÀ FISICA

Il valore di una grandezza fisica che idealmente riflette qualitativamente e quantitativamente la corrispondente grandezza fisica.

Questo concetto è paragonabile al concetto di verità assoluta in filosofia.

VALORE EF REALE

Il valore PV trovato sperimentalmente e così vicino al valore reale da poterlo sostituire per l'attività di misurazione data.

Quando si verificano strumenti di misura, ad esempio, il valore effettivo è il valore di una misura esemplare o l'indicazione di uno strumento di misura esemplare.

PARAMETRO FISICO

PV, considerato quando si misura questo PV come caratteristica ausiliaria.

Ad esempio, la frequenza durante la misurazione della tensione CA.

Influenzare fv

PV, la cui misura non è prevista da questo strumento di misura, ma che influisce sui risultati della misura.

ASTA FV

Certezza qualitativa FV.

Lunghezza e diametro della parte- valori omogenei; la lunghezza e la massa della parte sono grandezze non uniformi.

UNITA' FV

PV di dimensione fissa, a cui è assegnato condizionalmente un valore numerico pari a uno, e utilizzato per quantificare PV omogenei.

Ci devono essere tante unità quanti sono i PV.

Esistono unità di base, derivate, multiple, sottomultiple, sistemiche e non sistemiche.

FV SISTEMA DI UNITÀ

L'insieme delle unità di base e derivate delle grandezze fisiche.

UNITÀ BASE DEL SISTEMA DI UNITÀ

L'unità del fotovoltaico principale nel sistema di unità specificato.

Unità di base del Sistema Internazionale di Unità SI: metro, chilogrammo, secondo, ampere, kelvin, talpa, candela.

UNITÀ AGGIUNTIVA SISTEMA DI UNITÀ

Non esiste una definizione rigida. Nel sistema SI, queste sono unità di angoli piatti - radianti - e solidi - steradiani.

UNITÀ DERIVATA

Un'unità di una derivata di un PV di un sistema di unità, formata secondo un'equazione che la mette in relazione con unità di base o con unità di base e derivate già definite.

Unità di velocità- metro/secondo.

UNITÀ FV ESTERNA

L'unità FV non è inclusa in nessuno dei sistemi di unità accettati.

Le unità non sistemiche in relazione al sistema SI sono divise in quattro tipi:

consentito ugualmente;.

consentito per l'uso in aree speciali;

temporaneamente consentito;

messo fuori uso.

Per esempio:

ton: gradi, minuti, secondi- unità angolari; litro; minuto, ora, giorno, settimana, mese, anno, secolo- unità di tempo;

in ottica- diottrie- unità di misura della potenza ottica; in agricoltura- ettaro- unità territoriale; in fisica elettronvolt- unità di energia, ecc.;

nella navigazione marittima, miglio nautico, nodo; in altre aree- giro al secondo; sbarra- unità di pressione (1 bar = 100 000 Papà);

chilogrammo-forza per centimetro quadrato; millimetro di mercurio; Potenza;

centro, ecc.

UNITÀ FV MULTIPLA

L'unità FV è un numero intero di volte maggiore dell'unità di sistema o non di sistema.

Ad esempio, l'unità di frequenza è 1 MHz = 1.000.000 Hz

DOLNY PV

L'unità FV è un numero intero di volte inferiore all'unità di sistema o non di sistema.

Ad esempio, 1µs= 0.000 001 s.

Metrologia Termini e definizioni di base

UDC 389.6(038):006.354 Gruppo Т80

SISTEMA STATALE PER GARANTIRE L'UNIFORMITÀ DELLE MISURE

Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni.

metrologia. Termini e definizioni di base

ISS 01.040.17

Data di introduzione 01-01-2001

Prefazione

1 SVILUPPATO dall'Istituto di metrologia di ricerca tutto russo. DI Mendeleev State Standard of Russia

INTRODOTTO dal Segretariato Tecnico del Consiglio Interstatale per la Standardizzazione, la Metrologia e la Certificazione

2 ADOTTATO dall'Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification (Verbale n. 15 del 26-28 maggio 1999)

Nome dello stato	Nome dell'organismo nazionale di normalizzazione
La Repubblica dell'Azerbaigian	Azgosstandart
Repubblica d'Armenia	Standard dello stato d'arme
Repubblica di Bielorussia	Standard statale della Bielorussia
	Gruzstandard
La Repubblica del Kazakistan	Stendardo statale della Repubblica del Kazakistan
La Repubblica di Moldova	Moldavia standard
Federazione Russa	Gosstandart di Russia
La Repubblica del Tagikistan	Standard dello Stato tagico
Turkmenistan	Ispettorato statale principale del Turkmenistan
La Repubblica dell'Uzbekistan	Uzgosstandart
	Standard statale dell'Ucraina

3 Con il decreto del Comitato di Stato della Federazione Russa per la standardizzazione e la metrologia del 17 maggio 2000 n. 139-st, le Raccomandazioni interstatali RMG 29-99 sono state attuate direttamente come Raccomandazioni per la metrologia della Federazione Russa dal 1 gennaio, 2001.

4 INVECE DI GOST 16263-70

5 REVISIONE. settembre 2003

È stato introdotto l'emendamento n. 1, adottato dal Consiglio interstatale per la standardizzazione, la metrologia e la certificazione (verbale n. 24 del 12.05.2003) (IUS n. 1, 2005)

introduzione

I termini stabiliti da queste raccomandazioni sono disposti in un ordine sistematico, riflettendo l'attuale sistema di concetti di base della metrologia. I termini sono indicati nelle sezioni 2-13. In ogni sezione è data una numerazione continua dei termini.

Per ogni concetto viene stabilito un termine, che ha il numero di un articolo terminologico. Un numero significativo di termini è accompagnato dalle loro forme brevi e (o) abbreviazioni, che dovrebbero essere utilizzate nei casi che escludono la possibilità di loro diverse interpretazioni.

I termini che hanno il numero di una voce terminologica sono in grassetto, le loro forme brevi e le abbreviazioni sono chiare. I termini utilizzati nelle note sono in corsivo.

Nell'indice alfabetico dei termini in russo, questi termini sono elencati in ordine alfabetico con il numero della voce terminologica (ad esempio, "valore 3.1"). Contestualmente, per i termini riportati nelle note, viene indicata la lettera "p" dopo il numero dell'articolo (ad esempio, unità legalizzate 4.1 p).

Per molti termini stabiliti, vengono forniti gli equivalenti in lingua straniera in tedesco (de), inglese (en) e francese (fr). Sono inoltre elencati negli indici alfabetici degli equivalenti tedesco, inglese e francese.

La parola "applicato" nel termine 2.4, riportata tra parentesi, nonché le parole di alcuni equivalenti in lingua straniera dei termini, riportati tra parentesi, possono essere omesse se necessario.

Per il concetto di "unità aggiuntiva" la definizione non è data, poiché il termine ne rivela pienamente il contenuto.

Compiti di metrologia. Metrologia- questa è la scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi per assicurarne l'unità e le modalità per raggiungere una data accuratezza

misurazioni nella società moderna giocare un ruolo importante. Servono non solo base delle conoscenze scientifiche e tecniche, ma sono di fondamentale importanza per contabilizzazione delle risorse materiali e pianificazione, per interno e commercio estero, per garanzia di qualità prodotti, intercambiabilità componenti e parti e miglioramento tecnologico, per sicurezza lavoro e altri tipi di attività umana.

La metrologia è di grande importanza per il progresso delle scienze naturali e tecniche, poiché migliore precisione di misura- uno di mezzo di miglioramento modi conoscenza della natura l'uomo, le scoperte e l'applicazione pratica della conoscenza esatta.

Per garantire il progresso scientifico e tecnologico, la metrologia dovrebbe essere in testa ad altre aree della scienza e della tecnologia nel suo sviluppo, poiché per ciascuno di essi misurazioni accurate sono uno dei modi principali per migliorarli.

Principale compiti metrologia secondo le raccomandazioni per la standardizzazione internazionale (RMG 29-99) sono:

- unità di impostazione grandezze fisiche (PV), norme statali e strumenti di misura esemplari (SI).

- sviluppo della teoria, metodi e mezzi di misurazione e controllo;

- unità misurazioni;

- sviluppo di metodi di valutazione errori, stato degli strumenti di misura e controllo;

- sviluppo dei metodi di trasmissione unità da strumenti di misura standard o esemplari a strumenti di misura funzionanti.

Una breve storia dello sviluppo della metrologia. La necessità di misurazioni è nata molto tempo fa, agli albori della civiltà intorno al 6000 aC

I primi documenti della Mesopotamia e dell'Egitto indicano che si basava sul sistema di misurazione della lunghezza piede, pari a 300 mm (durante la costruzione delle piramidi). A Roma un piede era 297,1734 mm; in Inghilterra - 304, 799978 mm.

Gli antichi babilonesi stabilirono anno, mese, ora. Successivamente, 1/86400 della rivoluzione media terrestre attorno al proprio asse ( giorni) Fu chiamato secondo.

A Babilonia nel II secolo aC. il tempo è stato misurato miniere. Mina era uguale a un periodo di tempo (circa pari a due ore astronomiche). Poi la miniera si è ridotta e ci è diventata familiare minuto.

Molte misure erano di origine antropometrica. Quindi, a Kievan Rus, era usato nella vita di tutti i giorni vershok, gomito, sondare.

Il documento metrologico più importante in Russia è la carta Dvina di Ivan il Terribile (1550). Regola le regole per lo stoccaggio e il trasferimento della dimensione di una nuova misura di solidi sfusi - Piovre(104,95 l).

La riforma metrologica di Pietro I in Russia permise di utilizzare le misure inglesi, particolarmente diffuse nella marina e nella cantieristica: pollici(2,54 cm) e piedi(12 pollici).

Nel 1736, con decisione del Senato, fu costituita la Commissione Pesi e Misure.

L'idea di costruire un sistema misurazioni su base decimale appartiene all'astronomo francese G. Moutonou che visse nel 17° secolo.

Successivamente è stato proposto di prendere una quarantamilionesima parte del meridiano terrestre come unità di lunghezza. Basato su una singola unità - metri- l'intero sistema è stato costruito, chiamato metrico.

In Russia nel 1835, il decreto "Sul sistema di misure e pesi russi" approvò gli standard di lunghezza e massa - profondità di platino e libbra di platino.

Nel 1875 adottarono 17 stati, inclusa la Russia convenzione metrologica "per garantire l'unità e il miglioramento del sistema metrico" e si decise di istituire l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure ( BIPM), che si trova nella città di Sèvres (Francia).

Nello stesso anno, la Russia ha ricevuto platino-iridio standard di massa #12 e #26 e standard di unità di lunghezza # 11 e # 28.

Nel 1892 DI fu nominato direttore del Deposito. Mendeleev, che nel 1893 trasforma nella Camera principale dei pesi e delle misure - uno dei primi al mondo istituti di ricerca tipo metrologico.

La grandezza di Mendeleev come metrologo si è manifestato nel fatto di essere stato il primo a realizzare pienamente il rapporto diretto tra lo stato della metrologia e il livello di sviluppo della scienza e dell'industria. " La scienza inizia ... da quando iniziano a misurare ... La scienza esatta è impensabile senza misura ", - ha detto il famoso scienziato russo.

Sistema metrico in Russiaè stato introdotto nel 1918 con decreto del Consiglio dei Commissari del popolo "Sull'introduzione del sistema metrico internazionale di misure e pesi".

A 1956 l'intergovernativo convenzione che istituisce Organizzazione internazionale di metrologia legale ( OIML), che sviluppa problematiche generali di metrologia legale (classi di precisione, SI, terminologia metrologica legale, certificazione SI).

Creato in 1954 d. Comitato per gli standard di misure e strumenti di misura sotto il Consiglio dei ministri dell'URSS, dopo le trasformazioni, diventa Comitato della Federazione Russa per la standardizzazione - Gosstandart di Russia .

In connessione con l'adozione della legge federale "Sulla regolamentazione tecnica" in 2002 e riorganizzazione dei poteri esecutivi in 2004 Gosstandart è diventato Agenzia federale per la regolamentazione tecnicae metrologia(attualmente abbreviato Rossandart).

Lo sviluppo delle scienze naturali ha portato all'emergere di sempre più nuovi strumenti di misura che, a loro volta, hanno stimolato lo sviluppo delle scienze, diventando uno strumento di ricerca sempre più potente.

Metrologia moderna - questa non è solo la scienza delle misurazioni, ma anche l'attività corrispondente, che prevede lo studio delle grandezze fisiche (PV), la loro riproduzione e trasmissione, l'uso di standard, i principi di base per la creazione di mezzi e metodi di misurazione, la valutazione dei loro errori, controllo metrologico e supervisione.

La metrologia si basa su due postulati fondamentali (un e b):

un) il valore reale della quantità determinata esiste e è costantemente ;

b) il valore reale della grandezza misurata impossibile da trovare .

Ne consegue che il risultato della misurazione è correlato alla grandezza misurata dipendenza matematica (dipendenza probabilistica).

vero valore FV detto valore del PV, che idealmente caratterizza in modo qualitativo e quantitativo la corrispondente grandezza fisica (PV).

Valore FV effettivo - Valore PV ottenuto sperimentalmente e così vicino al valore reale da poter essere utilizzato al suo posto nell'attività di misurazione data.

Per il valore effettivo della quantità puoi sempre specificare i confini di una zona più o meno ristretta, entro la quale si trova con una data probabilità il valore vero del PV.

Manifestazioni quantitative e qualitative del mondo materiale

Qualsiasi oggetto del mondo che ci circonda è caratterizzato dalle sue proprietà specifiche.

Al suo interno, una proprietà è una categoria qualità . La stessa proprietà può essere trovato in molti oggetti o essere solo per alcuni di loro . Ad esempio, tutti i corpi materiali hanno massa, temperatura o densità, ma solo alcuni di essi hanno una struttura cristallina.

Pertanto, ciascuna delle proprietà degli oggetti fisici, prima di tutto, deve essere scoperto , poi descritto e classificato, e solo successivamente è possibile procedere al suo studio quantitativo.

Valore- caratteristiche quantitative delle dimensioni dei fenomeni, segni, indicatori della loro correlazione, grado di cambiamento, relazione.

Il valore non esiste di per sé, ma esiste solo nella misura in cui esiste un oggetto con proprietà espresse da questo valore.

Varie quantità possono essere suddivise in quantità ideali e reali.

Valore ideale - è una generalizzazione (modello) soggettivo concetti reali specifici e appartengono principalmente al campo della matematica. Sono calcolati in vari modi.

Valori reali riflettono le reali proprietà quantitative dei processi e dei corpi fisici. Sono a loro volta divisi in fisico e non fisico le quantità.

Quantità fisica (PV) può essere definito come un valore inerente a alcuni oggetti materiali(processi, fenomeni, materiali) studiati nelle scienze naturali (fisica, chimica) e nelle varie scienze tecniche.

Per non fisico fare riferimento a valori intrinseci Scienze sociali - filosofia, cultura, economia, ecc.

Per non fisico unità di misura non può essere introdotto in linea di principio. Possono essere valutati utilizzando valutazioni di esperti, un sistema di punteggio, una serie di test, ecc. non fisico valori, nella cui valutazione è inevitabile l'influenza del fattore soggettivo, nonché valori ideali, non applicare al campo della metrologia.

Quantità fisiche

Quantità fisica - una delle proprietà di un oggetto fisico (sistema fisico, fenomeno o processo), generale in qualità rispetto per molti oggetti fisici, ma quantitativamente individuale per ciascuno di loro.

Energia (attivo) FV - grandezze che non richiedono l'applicazione di energia dall'esterno per essere misurate. Ad esempio, pressione, tensione elettrica, forza.

Vero (passivo) FV - quantità che richiedono l'applicazione di energia dall'esterno. Ad esempio, massa, resistenza elettrica.

Individualità in termini quantitativi comprendere nel senso che proprietà può essere per un oggetto in un certo numero di volte Di più che per l'altro.

qualità lato del concetto di "quantità fisica" definisce « genere » quantità, ad esempio la massa come proprietà generale dei corpi fisici.

quantitativo lato - loro " la dimensione » (il valore della massa di un particolare corpo fisico).

Genere PV - certezza qualitativa del valore. Quindi, la velocità costante e variabile sono quantità omogenee e la velocità e la lunghezza sono quantità non uniformi.

Dimensione fotovoltaica - certezza quantitativa inerente a un particolare oggetto materiale, sistema, fenomeno o processo.

Valore fotovoltaico - un'espressione della dimensione del PV sotto forma di un certo numero di unità di misura accettate per esso.

Influenzare la quantità fisica- PV, che influisce sulla dimensione del valore misurato e (o) sul risultato della misurazione.

Dimensione del fotovoltaico - un'espressione sotto forma di monomio di potenza, composta dai prodotti dei simboli del fotovoltaico principale in vari gradi e riflettente il rapporto di un dato valore con il fotovoltaico, preso in questo sistema di grandezze come le principali con una proporzionalità coefficiente pari a 1.

dim x = L l M m T t .

Quantità fisica costante - PV, la cui entità, a seconda delle condizioni dell'attività di misura, può ritenersi invariata per un tempo eccedente il tempo di misura.

PV dimensionale - PV, nella cui dimensione almeno uno dei principali PV è elevato ad una potenza non uguale a 0. Ad esempio, la forza F nel sistema LMTIθNJ è un valore dimensionale: dim F = LMT -2 .

In misurazione eseguire confronto dimensione sconosciuta con una dimensione nota presa come unità.

Equazione di relazione tra quantità - l'equazione , riflettendo il rapporto tra quantità, dovuto alle leggi della natura, in cui le lettere sono intese come PV. Ad esempio, l'equazione v =l / t riflette la dipendenza esistente della velocità costante v dalla lunghezza del percorso l E tempo t.

Viene chiamata l'equazione di relazione tra le grandezze in un particolare problema di misura equazione misurazioni.

PV additivo - un valore i cui diversi valori possono essere sommati, moltiplicati per un coefficiente numerico, divisi tra loro.

Si crede che additivo (o estesa) quantità fisica misurato in parti , inoltre, possono essere riprodotti fedelmente utilizzando una misura multivalore basata sulla somma delle grandezze delle singole misure. Ad esempio, le quantità fisiche additivi includono lunghezza, tempo, intensità di corrente, ecc.

In misurazione vari PV che caratterizzano le proprietà di sostanze, oggetti, fenomeni e processi, si manifestano alcune proprietà solo qualitativamente , altri - quantitativamente .

Dimensioni FV come misurato , e valutato usando le scale, ad es. manifestazioni quantitative o qualitative di qualsiasi proprietà si riflettono negli insiemi che formano le scale fotovoltaiche.

Pratico implementazione scale di misura è effettuata da standardizzazione unità di misura, le bilance stesse e le condizioni per la loro inequivocabile applicazione.

Unità di grandezze fisiche

Unità fotovoltaica - PV di dimensione fissa, a cui viene assegnato condizionalmente un valore numerico pari a 1, e utilizzato per quantificare grandezze fisiche omogenee.

Valore numerico di PV q - un numero astratto compreso nel valore di una quantità o un numero astratto che esprime il rapporto tra il valore di una quantità e l'unità di tale PV adottato per essa. Ad esempio, 10 kg è il valore della massa e il numero 10 è il valore numerico.

Impianto fotovoltaico - un insieme di PV, formato secondo principi accettati, quando alcune grandezze sono assunte come indipendenti e altre sono definite come funzioni di grandezze indipendenti.

Sistema di unità fotovoltaiche - un insieme di PV di base e derivati, formati secondo i principi di un dato sistema di PV.

PV principale - PV incluso nel sistema delle quantità e accettato condizionatamente come indipendente dalle altre quantità di questo sistema.

Derivata fotovoltaica - PV incluso nel sistema delle grandezze e determinato attraverso le principali grandezze di tale sistema.

Sistema internazionale di unità (sistema SI) in Russia è stato introdotto il 1 gennaio 1982. Secondo GOST8. 417 - 81, GOST8 è attualmente in vigore. 417 - 2002 (tabelle 1-3).

Principale principio creazione del sistema - principio coerenza quando le unità derivate possono essere ottenute utilizzando equazioni costitutive con coefficienti numerici pari a 1.

Tabella 1 - Grandezze di base e unità SI

PV di base Sistemi SI:

- metro è la lunghezza del percorso percorso dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo di 1/299792458 s;

- chilogrammo (chilogrammo) pari alla massa del prototipo internazionale del chilogrammo (BIPM, Sèvres, Francia);

- secondo c'è un tempo pari a 9192631770 periodi di radiazione corrispondenti alla transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell'atomo di cesio-133;

- ampere è l'intensità di una corrente immutabile che, attraversando due conduttori rettilinei paralleli di lunghezza infinita e di sezione circolare trascurabile, posti nel vuoto ad una distanza di 1 m l'uno dall'altro, provocherebbe una forza di interazione pari a 2 10 - 7 N (newton);

- kelvin è un'unità di temperatura termodinamica pari a 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua.

La temperatura del punto triplo dell'acqua è la temperatura del punto di equilibrio dell'acqua nelle fasi solida (ghiaccio), liquida e gassosa (vapore) 0,01 K o 0,01 ° C sopra il punto di fusione del ghiaccio;

- Talpa è la quantità di sostanza di un sistema contenente tanti elementi strutturali quanti sono gli atomi di carbonio - 12 con massa 0,012 kg;

- candela è l'intensità luminosa in una data direzione di una sorgente che emette radiazione monocromatica con una frequenza di 540 10 12 Hz, la cui intensità di energia luminosa in questa direzione è 1/683 W/sr (sr è uno steradiante).

Radiante - l'angolo compreso tra due raggi di un cerchio, la cui lunghezza dell'arco tra i quali è uguale a questo raggio.

Steradiano - un angolo solido con un vertice al centro della sfera, ritagliando sulla sua superficie un'area uguale all'area di un quadrato con un lato uguale al raggio della sfera.

Unità impianto fotovoltaico - Unità fotovoltaica inclusa nel sistema di unità accettato. Le unità SI di base, derivate, multiple e sottomultiple sono sistemiche, ad esempio 1 m; 1 m/s; 1 km.

Unità FV fuori sistema - un'unità fotovoltaica che non è inclusa nel sistema di unità accettato, ad esempio un angolo completo (giro di 360 °), un'ora (3600 s), un pollice (25,4 mm) e altri.

Il PV logaritmico viene utilizzato per esprimere pressione sonora, amplificazione, attenuazione, ecc.

Unità di PV logaritmico- bianco (B):

Quantità di energia 1B \u003d lg (P 2 /P 1) a P 2 \u003d 10P 1;

Grandezze di forza 1B = 2 lg(F 2 /F 1) a F 2 = .

Unità longitudinale dal bianco - decibel (d B): 1 d B = 0,1 B.

Sono stati ampiamente utilizzati PV relativo - relazione adimensionale

due PV con lo stesso nome. Sono espressi in percentuali e unità adimensionali.

Uno degli indicatori più importanti la moderna tecnologia di misurazione digitale è quantità (volume) di informazioni bit e byte (B). 1 byte = 2 3 = 8 bit.

Tabella 2 - Unità di quantità di informazioni

Vengono utilizzati i prefissi SI: 1 KB = 1024 byte, 1 MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB, ecc. In questo caso, la designazione di Kbyte inizia con una lettera maiuscola (maiuscola), in contrasto con la lettera minuscola "k" per indicare un fattore di 10 3 .

Storicamente, si è sviluppata una situazione del genere che con il nome "byte" non è corretto (invece di 1000 = 10 3 1024 = 2 10 è accettato) usano prefissi SI: 1KB = 1024 byte, 1 MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB, ecc. In questo caso, la designazione di Kbyte inizia con una lettera maiuscola (maiuscola), in contrasto con la lettera minuscola "k" per indicare un fattore di 10 3 .

Alcune unità SI in onore degli scienziati sono stati assegnati nomi speciali, le cui designazioni sono scritte con una lettera maiuscola (maiuscola), ad esempio ampere - A, pascal - Pa, newton - N. Questa ortografia delle designazioni di queste unità viene mantenuta nella designazione di altri unità SI derivate.

Multipli e sottomultipli Le unità fotovoltaiche vengono utilizzate con moltiplicatori e prefissi

Le unità SI multiple e sottomultiple non lo sono coerente.

Multipli dell'unità FV - unità di PV, un numero intero di volte maggiore dell'unità di sistema o non di sistema. Ad esempio, l'unità di potenza è megawatt (1 MW = 10 6 W).

Dolnaja Unità fotovoltaica - un'unità di PV, un numero intero di volte inferiore a un'unità di sistema o non di sistema. Ad esempio, l'unità di tempo 1 µs = 10 -6 s è una frazione di secondo.

I nomi ei simboli dei multipli e dei sottomultipli decimali del sistema SI sono formati utilizzando determinati moltiplicatori e prefissi (tabella 4).

Multipli e sottomultipli di unità di sistema non sono inclusi nel coerente Sistema di unità fotovoltaiche.

Unità derivata coerente di PV - un'unità derivata del PV associata ad altre unità del sistema di unità da un'equazione in cui coefficiente numerico preso uguale a 1 .

Sistema coerente di unità fotovoltaiche - un sistema di unità fotovoltaiche, costituito da unità di base e unità derivate coerenti.

I prefissi "gecto", "deci", "deca", "santi" dovrebbero essere usati quando l'uso di altri prefissi è scomodo.

È inaccettabile allegare due o più prefissi di seguito al nome di un'unità. Ad esempio, picofarad dovrebbe essere scritto invece di micromicrofarad.

A causa del fatto che il nome dell'unità di base "chilogrammo" contiene il prefisso "chilo", l'unità sottomultipla "grammo" viene utilizzata per formare unità di massa multiple e sottomultiple, ad esempio milligrammo (mg) invece di microchilogrammo (mkg ).

L'unità frazionaria di massa "grammo" viene utilizzata senza allegare un prefisso.

Le unità multiple e sottomultiple di PV vengono scritte insieme al nome dell'unità SI, ad esempio kilonewton (kN), nanosecond (ns).

Ad alcune unità SI vengono assegnati nomi speciali in onore degli scienziati, le cui designazioni sono scritte con una lettera maiuscola (maiuscola), ad esempio ampere - A, ohm - Ohm, newton - N.

Tabella 3 - Unità derivate SI con nomi e simboli speciali

Valore	Unità
Nome	Dimensione	Nome	Designazione
internazionale	russo
angolo piatto		Radiante	rad	lieto
Angolo solido		Steradiano	sr	mer
Frequenza	T -1	Hertz	Hz	Hz
Forza	LMT-2	newton	N	H
Pressione	L -1 MT -2	Pasquale	papà	papà
Energia, lavoro, quantità di calore	L2MT-2	Joule	J	J
Potenza	L2MT-3	Watt	w	mar
carica elettrica, quantità di elettricità	TI	Pendente	C	cl
Tensione elettrica, potenziale, fem	L 2 MT -3 I -1	Volt	V	A
Capacità elettrica	L -2 M -1 T 4 I 2	Farad	F	F
Resistenza elettrica	L 2 M 1 T -3 I -2	Ohm	Ohm	Ohm
conduttività elettrica	L -2 M -1 T 3 I 2	Siemens	S	Centimetro
Flusso di induzione magnetica, flusso magnetico	L 2 M 1 T -2 I -1	Weber	wb	wb
Densità di flusso magnetico, induzione magnetica	MT -2 I -1	Tesla	T	tl
Induttanza, induzione reciproca	L 2 M 1 T -2 I -2	Enrico	H	gn
Temperatura Celsius	t	Grado Celsius	°C	°C
Flusso di luce	J	Lumen	lm	lm
illuminazione	L-2 J	Suite	lx	OK
Attività dei radionuclidi	T-1	beccare	bq	Bq
Dose assorbita di radiazioni ionizzanti, kerma	L 2 T-2	Grigio	Gy	gr
Dose equivalente di radiazioni ionizzanti	L 2 T-2	Sievert	sv	sv
Attività catalizzatrice	NT-1	catal	kat	gatto

Questa ortografia delle designazioni di queste unità viene mantenuta nella designazione di altre unità SI derivate e in altri casi.

Regole per scrivere quantità in unità SI

Il valore di una quantità si scrive come il prodotto di un numero e di un'unità di misura, in cui il numero moltiplicato per l'unità di misura è il valore numerico del valore di tale unità.

Tabella 4 - Moltiplicatori e prefissi di multipli e sottomultipli decimali di unità SI

Moltiplicatore decimale	Nome prefisso	Designazione del prefisso
internazionale	russo
10 18	es	e	e
10 15	peta	R	P
10 12	tera	T	T
10 9	giga	G	G
10 6	mega	M	M
10 3	chilo	K	a
10 2	etto	h	G
10 1	tavola armonica	da	sì
10 -1	deci	d	d
10 -2	centesimi	c	Insieme a
10 -3	Milli	m	m
10 -6	micro	µ	mk
10 -9	nano	n	n
10 -12	pico	p	P
10 -15	femto	f	f
10 -18	atto	un	un

Sempre tra numero e unità lascia uno spazio vuoto , ad esempio corrente I = 2 A.

Per le grandezze adimensionali, in cui l'unità di misura è "unità", è consuetudine omettere l'unità di misura.

Il valore numerico del PV dipende dalla scelta dell'unità. Lo stesso valore PV può avere valori diversi a seconda delle unità selezionate, ad esempio la velocità di un'auto v = 50 m/s = 180 km/h; la lunghezza d'onda di una delle bande gialle del sodio λ = 5,896 10 -7 m = 589,6 nm.

Simboli matematici PV Digitare in corsivo (in corsivo), di solito si tratta di lettere minuscole o maiuscole separate dell'alfabeto latino o greco e, con l'aiuto di un pedice, è possibile integrare le informazioni sul valore.

Le designazioni delle unità nel testo, digitate con qualsiasi carattere, devono essere stampate diretto (non inclinato) font . Sono unità matematiche, non un'abbreviazione.

Non sono mai seguiti da un punto (tranne quando completano una frase), non hanno desinenze plurali.

Per separare la parte decimale dall'intero put punto (nei documenti in inglese lingua - si riferisce principalmente agli Stati Uniti e all'Inghilterra) o virgola (in molte lingue europee e altre, incl. Federazione Russa ).

Per rendere i numeri più facili da leggere con più cifre, queste cifre possono essere combinate in gruppi di tre sia prima che dopo la virgola decimale, ad esempio 10.000.000.

Quando si scrivono le designazioni delle unità derivate, le designazioni delle unità incluse nelle derivate, separati da punti sulla linea mediana , ad esempio, N m (newton - metro), N s / m 2 (newton - secondo per metro quadrato).

L'espressione più comune è nella forma di un prodotto di designazioni di unità elevate alla potenza appropriata, ad esempio m 2 ·s -1.

In caso di denominazione corrispondente al prodotto di unità con prefissi multipli o sottomultipli, si consiglia il prefisso aggiungere al nome della prima unità incluso nell'opera. Ad esempio, 10 3 N·m dovrebbe essere indicato come kN·m, non N·km.

Il concetto di controllo e test

Alcuni concetti legati alla definizione di "misura"

Principio di misura - fenomeno fisico o effetto alla base della misura (meccanico, ottico-meccanico, effetto Doppler per misurare la velocità di un oggetto).

Tecnica di misurazione (MP) - un insieme stabilito di operazioni e regole nella misurazione, la cui implementazione garantisce che i risultati siano ottenuti con accuratezza garantita secondo il metodo accettato.

Di solito MVI è regolato da NTD, ad esempio la certificazione di MVI. In sostanza, MVI è un algoritmo di misura.

Osservazioni di misura - un'operazione effettuata durante la misurazione e finalizzata al conteggio tempestivo e corretto del risultato dell'osservazione - il risultato è sempre casuale ed è uno dei valori della grandezza misurata da elaborare insieme per ottenere il risultato della misurazione.

Conto alla rovescia - fissare il valore di una quantità o numero tramite l'indicatore SI in un determinato momento.

Ad esempio, un valore di 4,52 mm fissato in un determinato momento sulla scala della testina dell'indicatore di misurazione è la lettura della sua lettura in quel momento.

Parametro informativo del segnale di ingresso SI - parametro del segnale di ingresso, funzionalmente associato al PV misurato e utilizzato per trasmetterne il valore o essendo il valore misurato stesso.

Informazioni sulla misurazione - informazioni sui valori FV. Spesso le informazioni sull'oggetto di misurazione sono note prima della misurazione, che è il fattore più importante per determinare l'efficacia della misurazione. Questa informazione sull'oggetto di misura viene richiamata informazione a priori .

compito di misurazione - un compito consistente nel determinare il valore del PV misurandolo con la precisione richiesta nelle condizioni di misurazione date.

Oggetto di misura - corpo (sistema fisico, processo, fenomeno), che sono caratterizzati da uno o più PV.

Ad esempio, una parte di cui vengono misurati la lunghezza e il diametro; processo tecnologico durante il quale viene misurata la temperatura.

Modello matematico dell'oggetto - un insieme di simboli matematici e di relazioni tra di essi, che descriva adeguatamente le proprietà dell'oggetto di misura.

Quando si costruiscono modelli teorici, l'introduzione di eventuali restrizioni, assunzioni e ipotesi è inevitabile.

Pertanto, si pone il problema di valutare l'affidabilità (adeguatezza) del modello ottenuto rispetto a un processo o oggetto reale. Per fare ciò, quando necessario, viene effettuata la verifica sperimentale dei modelli teorici sviluppati.

Algoritmo di misura - una prescrizione esatta per l'ordine delle operazioni che assicurano la misurazione del PV.

Area di misura- un insieme di misure fotovoltaiche inerenti a qualsiasi campo della scienza o della tecnologia e distinte per le loro specificità (meccaniche, elettriche, acustiche, ecc.).

Risultato di misurazione non corretto - il valore della quantità ottenuta durante la misurazione prima dell'introduzione di modifiche in essa, tenendo conto degli errori sistematici.

Risultato di misurazione corretto - il valore della grandezza ottenuta durante la misurazione e affinata introducendo in essa le correzioni necessarie per l'effetto di errori sistematici.

Convergenza dei risultati di misura - la vicinanza tra loro dei risultati di misurazioni della stessa grandezza, eseguite ripetutamente dagli stessi strumenti di misura, con lo stesso metodo nelle stesse condizioni e con la stessa cura.

Insieme al termine "convergenza" nei documenti nazionali, viene utilizzato il termine "ripetibilità". La convergenza dei risultati di misura può essere espressa quantitativamente in termini di caratteristiche di scattering.

Riproducibilità dei risultati di misura - prossimità dei risultati di misure di una stessa grandezza, ottenute in luoghi differenti, con metodi differenti, con mezzi differenti, da operatori differenti, in tempi differenti, ma effettuate nelle stesse condizioni di misura (temperatura, pressione, umidità, ecc. ).

La riproducibilità dei risultati di misura può essere quantificata in base alle loro caratteristiche di scattering.

Qualità della misurazione - un insieme di proprietà che determinano la ricezione dei risultati di misurazione con le caratteristiche di accuratezza richieste, nella forma richiesta e nei tempi previsti.

Affidabilità della misurazione è determinato dal grado di confidenza nel risultato della misurazione ed è caratterizzato dalla probabilità che il valore reale della quantità misurata rientri nei limiti specificati o nell'intervallo di valori specificato della quantità.

Una gamma di risultati di misurazione - valori della stessa grandezza, ottenuti successivamente da misurazioni successive.

Valore medio ponderato - il valore medio di una grandezza da una serie di misurazioni disuguali, determinato tenendo conto del peso di ogni singola misurazione.

La media ponderata è anche chiamata media ponderata.

Peso del risultato della misurazione (peso della misurazione) - un numero positivo (p), che serve come valutazione della fiducia nell'uno o nell'altro risultato di misurazione individuale, che è incluso in una serie di misurazioni disuguali.

Per facilità di calcolo, al risultato viene solitamente assegnato un peso (p = 1) con un errore maggiore e i pesi rimanenti vengono trovati in relazione a questo peso "unità".

Misurazione - trovare il valore del fotovoltaico empiricamente utilizzando mezzi tecnici speciali.

Misurazione include una serie di operazioni sull'uso di mezzi tecnici che memorizzano l'unità di PV, fornendo il rapporto tra il valore misurato e la sua unità e ottenendo il valore di questo valore.

Esempi: nel caso più semplice, applicando un righello a una qualsiasi parte, infatti, ne confrontiamo le dimensioni con l'unità memorizzata dal righello e, dopo il conteggio, otteniamo il valore del valore (lunghezza, altezza); utilizzando un dispositivo digitale, confrontare le dimensioni

PV, convertito in un valore digitale, con l'unità memorizzata dal dispositivo, e il conteggio viene effettuato sul display digitale del dispositivo.

Il concetto di "misurazione" rispecchia le seguenti caratteristiche (un- d):

un) la definizione di cui sopra della nozione di "misurazione" soddisfa l'equazione generale misure, cioè tiene conto dell'aspetto tecnico(insieme di operazioni), rivelata l'essenza metrologica(confronto del valore misurato e della sua unità) e mostra il risultato delle operazioni(ottenere il valore di una quantità);

b) è possibile misurare le caratteristiche degli immobili oggetti reali il mondo materiale;

in) processo di misurazione - processo sperimentale (impossibile misurare teoricamente o per calcolo);

G) per la misurazione è obbligatorio utilizzarlo SI tecnico che memorizza l'unità di misura;

d) come risultato della misurazione Il valore PV è accettato (espressione di PV sotto forma di un certo numero di unità accettate per esso).

Dal termine "misurazione" viene il termine "misura" che è ampiamente utilizzato nella pratica.

L'espressione non deve essere utilizzata“misura di valore”, poiché il valore di una grandezza è già il risultato di misurazioni.

Essenza metrologica della misura si riduce all'equazione di misura di base (equazione di base della metrologia):

dove A è il valore del PV misurato;

A circa - il valore del valore preso per il campione;

k è il rapporto tra il valore misurato e il campione.

Quindi, ogni misura consiste nel confrontare, attraverso un esperimento fisico, il PV misurato con parte del suo valore, preso come unità di confronto, cioè misurare .

La forma dell'equazione di base della metrologia è più conveniente se il valore scelto per il campione è uguale a uno. In questo caso, il parametro k è il valore numerico della grandezza misurata, a seconda del metodo di misura accettato e dell'unità di misura.

Le misurazioni includono le osservazioni.

Osservare mentre si osserva - un'operazione sperimentale eseguita durante il processo di misurazione, a seguito della quale si ottiene un valore da un insieme di valori di una quantità che sono oggetto di elaborazione congiunta per ottenere un risultato di misurazione.

Occorre fare una distinzione tra i termini misurazione», « controllo», « prova" e " diagnosticare»

Misurazione - trovare il valore di una grandezza fisica empiricamente utilizzando mezzi tecnici speciali.

La misurazione può essere sia parte di una trasformazione intermedia nel processo di controllo, sia la fase finale per ottenere informazioni durante il test.

Controllo tecnico- è il processo per determinare la conformità a norme o requisiti stabiliti del valore dei parametri di un prodotto o processo.

Nel corso del controllo viene rilevata la conformità o non conformità dei dati reali a quelli richiesti e viene presa un'opportuna decisione logica in merito all'oggetto del controllo - “ go-den " o " inadatto ».

Il controllo consiste in una serie di azioni elementari:

Conversione di misura del valore controllato;

Controllare le operazioni di riproduzione delle impostazioni;

Operazioni di confronto;

Determinazione del risultato del controllo.

Le operazioni elencate sono per molti aspetti simili alle operazioni di misurazione, tuttavia le procedure di misurazione e controllo lo sono in gran parte differire:

- risultato il controllo è qualità caratteristica e misurazioni - quantitative;

- controllo svolto, di regola, all'interno del relativamente piccolo il numero di possibili stati e la misurazione - in un'ampia gamma di valori del valore misurato;

La caratteristica principale della qualità della procedura controlloè autenticità e procedure di misurazione - accuratezza.

test chiamato la determinazione sperimentale delle caratteristiche quantitative e (o) qualitative delle proprietà dell'oggetto di prova a seguito di influenze su di esso durante il suo funzionamento, nonché durante la modellazione dell'oggetto e (e) l'impatto.

La determinazione sperimentale durante il test di queste caratteristiche viene effettuata con l'ausilio di misurazioni, controllo, valutazione e formazione degli effetti corrispondenti.

Caratteristiche principali le prove sono:

- esercizio condizioni di prova richieste (reali o simulate) (modalità di funzionamento dell'oggetto di prova e (o) una combinazione di fattori di influenza);

- Adozione sulla base dei risultati delle prove di decisioni di idoneità o inidoneità delle stesse, presentazione per altre prove, ecc.

Gli indicatori di qualità del test lo sono incertezza(accuratezza), ripetibilità e riproducibilità risultati.

Diagnosi - il processo di riconoscimento dello stato degli elementi di un oggetto tecnico in un dato momento. Sulla base dei risultati della diagnostica, è possibile prevedere lo stato degli elementi di un oggetto tecnico per continuare il suo funzionamento.

Per eseguire misurazioni a scopo di controllo, diagnosi o test, è necessario disegno di misura, durante la quale vengono eseguiti i seguenti lavori:

- analisi del compito di misurazione con chiarimento di possibili fonti di errore;

- scelta degli indicatori di precisione misurazioni;

- selezione del numero di misurazioni, metodo e strumenti di misura (SI);

- formulazione dei dati iniziali calcolare gli errori;

- calcolo singoli componenti e nel complesso errori;

- calcolo degli indicatori di precisione e confrontandoli con indicatori selezionati.

Tutte queste domande riflettere nella procedura di misurazione ( MVI ).

Classificazione delle misure

Tipo di misure - una parte dell'area di misura, che ha caratteristiche proprie ed è caratterizzata dall'uniformità dei valori misurati.

Le misurazioni sono molto diverse, il che si spiega con la moltitudine di grandezze misurate, la diversa natura della loro variazione nel tempo, i diversi requisiti di precisione della misurazione, ecc.

A questo proposito, le misure sono classificate secondo diversi criteri (Figura 1).

Misure equivalenti - una serie di misurazioni di qualsiasi valore, eseguite da più strumenti di misura della stessa precisione nelle stesse condizioni con la stessa cura.

Misure disuguali - una serie di misurazioni di una certa quantità, eseguite da strumenti di misura che differiscono per accuratezza e (o) in condizioni diverse.

Misura singola - misurazione effettuata una volta. In pratica, in molti casi, vengono eseguite misurazioni una tantum, ad esempio l'ora dell'orologio, per i processi di produzione.

Misure multiple - misura della stessa grandezza di FI, il cui risultato è ottenuto da più misurazioni consecutive, cioè costituita da più misurazioni singole.

Misure statiche - misura del PV, presa in accordo con un compito di misura specifico per una costante durante il tempo di misura.

Figura 1 - Classificazione dei tipi di misura

Misurazione dinamica - misurazione del fotovoltaico che cambia dimensione. Il risultato della misurazione dinamica è la dipendenza funzionale del valore misurato dal tempo, cioè quando il segnale di uscita cambia nel tempo in base alla variazione del valore misurato.

Misure assolute- misurazioni basate su misurazioni dirette di una o più grandezze di base e (o) l'uso di valori di costanti fisiche.

Ad esempio, misurare la lunghezza di un percorso in moto rettilineo uniforme uniforme L = vt, in base alla misura della grandezza principale - tempo T e all'uso della costante fisica v.

Il concetto di misura assoluta viene utilizzato in contrapposizione al concetto di misura relativa ed è considerato come una misura di una grandezza nelle sue unità. In questa interpretazione, questo concetto è sempre più utilizzato.

Misura relativa- misura del rapporto tra un valore e il valore omonimo, che svolge il ruolo di unità, o misura della variazione di un valore rispetto al valore omonimo, preso come quello iniziale.

Le misurazioni relative, a parità di altre condizioni, possono essere eseguite in modo più accurato, poiché l'errore totale del risultato della misurazione non include l'errore della misura PV.

Esempi di misure relative: misura di rapporti di potenza, pressioni, ecc.

Misure metrologiche - misurazioni effettuate con standard.

Misure tecniche - misure effettuate dal tecnico SI.

Misurazione diretta - misura del PV, effettuata con un metodo diretto, in cui il valore del PV desiderato è ricavato direttamente dai dati sperimentali.

La misura diretta si effettua confrontando direttamente il PV con una misura di questo valore oppure leggendo le letture SI su una scala o strumento digitale, graduate nelle unità richieste.

Spesso, le misurazioni dirette sono intese come misurazioni in cui non vengono eseguite trasformazioni intermedie.

Esempi di misure dirette: misurare la lunghezza, l'altezza con un righello, la tensione con un voltmetro, la massa con un bilanciere a molla.

L'equazione misurazione diretta ha la seguente forma:

Misurazione indiretta - una misura ottenuta sulla base dei risultati di misure dirette di altri PV, funzionalmente correlata al valore desiderato da una dipendenza nota.

L'equazione di misura indiretta ha la seguente forma:

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

dove F è una funzione nota;

n è il numero di misure dirette di PV;

x 1 , x, x i , x n - valori di misura diretta di PV.

Ad esempio, determinando l'area, il volume misurando la lunghezza, la larghezza, l'altezza; potenza elettrica misurando corrente e tensione, ecc.

Misure cumulative - misure simultanee di più grandezze simili, in cui il valore desiderato della grandezza è determinato risolvendo un sistema di equazioni ottenuto misurando varie combinazioni di queste grandezze.

È chiaro che per determinare i valori delle quantità richieste, il numero di equazioni non deve essere inferiore al numero di quantità.

Esempio: il valore della massa dei singoli pesi di un insieme è determinato dal valore noto della massa di uno dei pesi e dai risultati delle misurazioni (confronti) delle masse di varie combinazioni di pesi.

Esistono pesi con masse m 1 , m 2 , m 3 .

La massa del primo peso è determinata come segue:

La massa del secondo peso è determinata come differenza tra le masse del primo e del secondo peso M 1.2 e la massa misurata del primo peso m 1:

La massa del terzo peso è determinata come differenza tra le masse del primo, secondo e terzo peso M 1,2,3 e le masse misurate del primo e del secondo peso

Questo è spesso il modo per migliorare la precisione dei risultati di misurazione.

Misure articolari - misure simultanee di più PV eterogenei per determinare la relazione tra di loro.

Esempio 1. Costruzione della caratteristica di calibrazione Y = f(x) del trasduttore di misura, quando si misurano contemporaneamente insiemi di valori:

Il valore del PV è determinato utilizzando il SI con un metodo specifico.

Metodi di misurazione

Metodo di misurazione - ricezione o un insieme di metodi per confrontare il PV misurato con la sua unità secondo il principio di misurazione e uso di SI realizzato.

I metodi di misurazione specifici sono determinati dal tipo di grandezze misurate, dalle loro dimensioni, dalla precisione richiesta del risultato, dalla velocità del processo di misurazione, dalle condizioni in cui vengono eseguite le misurazioni e da una serie di altre caratteristiche.

In linea di principio, ogni PV può essere misurato con diversi metodi, che possono differire tra loro per caratteristiche sia di natura tecnica che metodologica.

Metodo di valutazione diretta - un metodo di misura in cui il valore di una grandezza è determinato direttamente dal dispositivo di lettura SI.

La velocità del processo di misurazione lo rende spesso indispensabile per la pratica

utilizzare, sebbene la precisione della misurazione sia generalmente limitata. Esempi: misurazione della lunghezza con un righello, massa - con scale a molla, pressione - con un manometro.

Metodo di confronto delle misure - un metodo di misura in cui il valore misurato viene confrontato con il valore riprodotto dalla misura (misura del gioco con uno spessimetro, misura della massa su bilancia con pesi, misura della lunghezza con terminali, ecc.).

A differenza del MI della valutazione diretta, che è più conveniente per ottenere informazioni operative, il SI del confronto fornisce una maggiore precisione di misura.

Metodo di misurazione zero - metodo di confronto con misura, in cui l'effetto netto dell'azione del misurando e della misura sul comparatore è azzerato.

Ad esempio, la misura della resistenza elettrica mediante un ponte con il suo completo bilanciamento.

Metodo differenziale - un metodo di misurazione in cui il misurando viene confrontato con una quantità omogenea di valore noto leggermente diverso dal valore del misurando e in cui viene misurata la differenza tra queste grandezze.

Ad esempio, misurare la lunghezza per confronto con una misura esemplare su un comparatore, uno strumento di confronto progettato per confrontare misure di quantità omogenee.

Il metodo di misurazione differenziale è più efficace quando la deviazione del valore misurato da un certo valore nominale è di importanza pratica (deviazione della dimensione lineare effettiva dal valore nominale, deriva di frequenza, ecc.).

Metodo di misurazione dello spostamento - un metodo di confronto con una misura in cui la quantità misurata è sostituita da una misura con un valore noto della quantità, ad esempio pesando con la massa misurata e pesi posizionati alternativamente sullo stesso piatto della bilancia).

Metodo di misurazione dell'aggiunta - un metodo di confronto con una misura, in cui il valore della grandezza misurata è integrato da una misura della stessa grandezza in modo tale che il comparatore risenta della loro somma pari ad un valore predeterminato.

Metodo contrastante - metodo di confronto con una misura, in cui il valore misurato, riprodotto dalla misura, agisce contemporaneamente sul dispositivo di confronto, con l'aiuto del quale viene stabilito il rapporto tra queste grandezze.

Ad esempio, la misurazione della massa su bilance a braccio uguale con il posizionamento della massa misurata e dei pesi che la bilanciano su due scale, il confronto delle misure mediante un comparatore, dove la base del metodo è generare un segnale sulla presenza di una differenza nelle dimensioni dei valori confrontati.

Metodo di corrispondenza - un metodo di confronto con una misura in cui la differenza tra il valore misurato e il valore riprodotto dalla misura viene misurata mediante la coincidenza di segni di scala o segnali periodici.

Ad esempio, misurare la lunghezza con un calibro a corsoio con un nonio, quando si osserva la coincidenza dei segni sulla scala del calibro e il nonio, misurare la velocità con uno stroboscopio, quando la posizione di un segno su un oggetto rotante è allineata con un segno sulla parte non rotante di questo oggetto a una certa frequenza di flash stroboscopici.

Metodo di misurazione del contatto - un metodo di misura in cui l'elemento sensibile del dispositivo (superfici di misura del dispositivo o dello strumento) viene portato a contatto con l'oggetto di misura.

Ad esempio, misurare la temperatura del fluido di lavoro con una termocoppia, misurare il diametro di una parte con un calibro.

Metodo di misurazione senza contatto - un metodo di misurazione basato sul fatto che l'elemento sensibile del SI non viene messo in contatto con l'oggetto di misurazione.

Ad esempio, misurare la distanza da un oggetto utilizzando un radar, misurare le dimensioni lineari delle parti con un dispositivo di misurazione fotoelettrico.

Strumenti di misura

Strumento di misura (SI) - uno strumento tecnico destinato alle misurazioni, avente caratteristiche metrologiche normalizzate, che riproduce e (o) memorizza un'unità di PV la cui dimensione si presume invariata (entro un determinato errore) per un intervallo di tempo noto.

I mezzi di misurazione sono diversi. Tuttavia, per questo set può essere identificato alcuni caratteristiche comuni , inerente a tutti gli strumenti di misura, indipendentemente dal campo di applicazione.

Secondo il ruolo svolto nel sistema per garantire l'uniformità delle misurazioni, gli strumenti di misura sono suddivisi in metrologico e lavoratori .

SI metrologico sono destinati a scopi metrologici - riproduzione dell'unità e (o) la sua conservazione o trasferimento delle dimensioni dell'unità al SI funzionante.

SI funzionante - SI destinato a misure non legate al trasferimento della taglia dell'unità ad altri SI.

In relazione al misurato FI SI sono suddivisi in principale e ausiliario .

SI di base - MI del PV, il cui valore deve essere ottenuto secondo il compito di misura.

SI ausiliario - MI del PV, la cui influenza sull'MI principale o sull'oggetto di misurazione deve essere presa in considerazione per ottenere risultati di misurazione con la precisione richiesta.

Questi SI sono usati per controllare il mantenimento dei valori influenzando valori entro i limiti specificati.

Per livello di automazione tutti gli SI sono divisi per non automatico(intendendo uno strumento convenzionale, ad esempio un micrometro a leva), automatico e automatizzato.

SI automatico - Strumenti di misura che misurano quantità senza intervento umano e tutte le operazioni relative all'elaborazione dei risultati di misura, alla loro registrazione, trasmissione dati o generazione di segnali di controllo.

Esempi: macchine di misura o di controllo integrate in una linea di produzione automatica (attrezzature di processo, macchine utensili, ecc.), robot di misura con buone proprietà di manipolazione.

SI automatizzato - MI che esegue automaticamente una o parte delle operazioni di misura. Ad esempio, un contatore del gas (misurazione e registrazione dei dati con un totale parziale).

misura EF - SI destinato alla riproduzione e (o) memorizzazione e trasmissione di PV di una o più determinate dimensioni, i cui valori sono espressi in unità stabilite e sono noti con una determinata precisione.

Dispositivo di misurazione - MI, atto ad ottenere i valori della grandezza misurata nell'intervallo stabilito e generare un segnale di informazione di misura in una forma accessibile all'osservatore per la percezione diretta (quest'ultima si riferisce a strumenti indicatori).

Contatore analogico - SI, le cui letture sono una funzione continua della variazione del valore misurato. Ad esempio bilance, manometro, amperometro, testa di misura con dispositivi di lettura della scala.

Strumento di misura digitale (DIP) si chiama SI, che genera automaticamente segnali discreti di informazioni di misura, le cui letture sono presentate in forma digitale. Quando si misura con l'aiuto del DMC, sono esclusi gli errori soggettivi dell'operatore.

Configurazione di misurazione - un insieme di misure, strumenti di misura, trasduttori di misura e altri dispositivi funzionalmente combinati, progettati per misurare uno o più PV e posizionati in un unico luogo.

Ad esempio un impianto di calibrazione, un banco prova, una macchina di misura per misurare la resistività dei materiali.

Sistema di misura (IS) - un insieme di misure combinate funzionalmente, strumenti di misura, trasduttori di misura, computer e altri mezzi tecnici posti in punti diversi di un oggetto controllato per misurare uno o più PV inerenti a tale oggetto e per generare segnali di misura per scopi diversi. Il sistema di misura può contenere decine di canali di misura.

A seconda dello scopo, l'IP è diviso in informazioni di misurazione, misurare il controllo, controllori di misura eccetera.

C'è anche una distinzione abbastanza arbitraria sistemi di misurazione delle informazioni(IIS) e computer - sistemi di misura(KIS).

Viene richiamato un sistema di misurazione che viene riconfigurato in base a una modifica dell'attività di misurazione sistema di misurazione flessibile(SIG).

Misurare - complesso informatico (CPC) - un insieme funzionalmente integrato di MI, computer e dispositivi ausiliari progettati per svolgere una specifica funzione di misurazione nell'ambito dell'IS.

Computer - sistema di misura (KIS), in caso contrario, uno strumento virtuale è costituito da un computer standard o specializzato con una scheda di acquisizione dati incorporata (modulo).

Trasduttore di misura (MT) - mezzi tecnici con normativa

caratteristiche metrologiche, che serve a convertire il valore misurato in un altro valore o segnale di misura, conveniente per l'elaborazione, la memorizzazione, ulteriori trasformazioni, indicazione e trasmissione. IP fa parte di qualsiasi dispositivo di misurazione (impostazione di misurazione, IS, ecc.) o viene utilizzato insieme a qualsiasi SI.

Esempi di IP. Convertitore digitale-analogico (DAC) o convertitore analogico-digitale (ADC).

Convertitore di trasmissione - un trasduttore di misura utilizzato per

trasmissione remota del segnale delle informazioni di misurazione ad altri dispositivi o

sistemi (termocoppia in un termometro termoelettrico).

Misurazione primaria convertitore o semplicemente convertitore primario (PP)- un trasduttore di misura, che è direttamente influenzato dal PV misurato;

Senza strumenti di misura e metodi per la loro applicazione, il progresso scientifico e tecnologico sarebbe impossibile. Nel mondo moderno, le persone non possono farne a meno anche nella vita di tutti i giorni. Pertanto, un livello così vasto di conoscenze non può essere sistematizzato e formato come un vero e proprio.Il concetto di "metrologia" è usato per definire questa direzione. Cosa sono gli strumenti di misura dal punto di vista della conoscenza scientifica? Si può dire che questo è oggetto di ricerca, ma le attività degli specialisti in questo campo hanno necessariamente un carattere pratico.

Il concetto di metrologia

Nella visione generale, la metrologia è spesso considerata come un insieme di conoscenze scientifiche sui mezzi, metodi e metodi di misura, che include anche il concetto della loro unità. Per regolare l'applicazione pratica di queste conoscenze, esiste un'agenzia federale per la metrologia, che gestisce tecnicamente la proprietà nel campo della metrologia.

Come puoi vedere, la misurazione è centrale nel concetto di metrologia. In questo contesto, misurare significa ottenere informazioni sull'oggetto della ricerca, in particolare informazioni su proprietà e caratteristiche. Condizione obbligatoria è proprio il modo sperimentale di ottenere queste conoscenze utilizzando strumenti metrologici. Va inoltre tenuto conto del fatto che metrologia, standardizzazione e certificazione sono strettamente interconnesse e solo in combinazione possono fornire informazioni di valore pratico. Quindi, se la metrologia si occupa di problemi di sviluppo, la standardizzazione stabilisce forme e regole uniformi per l'applicazione degli stessi metodi, nonché per la registrazione delle caratteristiche degli oggetti secondo standard specifici. Quanto alla certificazione, essa mira a determinare la rispondenza dell'oggetto in studio ad alcuni parametri previsti dalle norme.

Scopi e obiettivi della metrologia

La metrologia deve affrontare diversi compiti importanti che si trovano in tre aree: teorica, legislativa e pratica. Con lo sviluppo delle conoscenze scientifiche, gli obiettivi provenienti da diverse direzioni vengono reciprocamente integrati e adattati, ma in generale, i compiti della metrologia possono essere rappresentati come segue:

• Formazione di sistemi di unità e caratteristiche di misura.
• Sviluppo di conoscenze teoriche generali sulle misure.
• Standardizzazione dei metodi di misurazione.
• Approvazione di standard di metodi di misurazione, misure di verifica e mezzi tecnici.
• Lo studio del sistema delle misure nel contesto di una prospettiva storica.

Unità di misura

Il livello di standardizzazione di base significa che i risultati delle misurazioni effettuate si riflettono nel formato approvato. Cioè, la caratteristica di misurazione è espressa nella forma accettata. Inoltre, ciò vale non solo per determinati valori di misurazione, ma anche per errori che possono essere espressi tenendo conto delle probabilità. L'unità metrologica esiste per poter confrontare i risultati che sono stati effettuati in condizioni diverse. Inoltre, in ogni caso, le modalità ei mezzi devono rimanere gli stessi.

Se consideriamo i concetti di base della metrologia in termini di qualità dell'ottenimento dei risultati, il principale sarà l'accuratezza. In un certo senso, è interconnesso con l'errore, che distorce le letture. È proprio per aumentare la precisione che le misurazioni seriali vengono utilizzate in varie condizioni, grazie alle quali è possibile ottenere un quadro più completo dell'oggetto di studio. Un ruolo significativo nel miglioramento della qualità delle misurazioni è svolto anche da misure preventive volte a controllare i mezzi tecnici, testare nuovi metodi, analizzare standard, ecc.

Principi e metodi della metrologia

Per ottenere misurazioni di alta qualità, la metrologia si basa su diversi principi di base, tra cui i seguenti:

• Il principio di Peltier, incentrato sulla determinazione dell'energia assorbita durante il flusso di radiazioni ionizzanti.
• Il principio Josephson, in base al quale le misurazioni della tensione vengono eseguite in un circuito elettrico.
• Principio Doppler, che fornisce una misura della velocità.
• Il principio di gravità.

Per questi e altri principi è stata sviluppata un'ampia base di metodi attraverso i quali viene condotta la ricerca pratica. È importante considerare che la metrologia è la scienza delle misurazioni, che sono supportate da strumenti applicati. Ma i mezzi tecnici, d'altra parte, si basano su principi e metodi teorici specifici. Tra i metodi più comuni si può individuare il metodo della valutazione diretta, della misurazione della massa su una bilancia, della sostituzione, del confronto, ecc.

Strumenti di misura

Uno dei concetti più importanti della metrologia è un mezzo di misura. Di norma, che riproduce o memorizza una certa quantità fisica. In fase di applicazione esamina l'oggetto, confrontando il parametro individuato con quello di riferimento. Gli strumenti di misura sono un vasto gruppo di strumenti con molte classificazioni. Secondo il design e il principio di funzionamento, ad esempio, si distinguono convertitori, dispositivi, sensori, dispositivi e meccanismi.

L'impostazione di misurazione è un tipo di dispositivo relativamente moderno utilizzato dalla metrologia. Qual è questa impostazione nella pratica d'uso? A differenza degli strumenti più semplici, l'installazione è una macchina in cui è prevista un'intera gamma di componenti funzionali. Ciascuno di essi può essere responsabile di una o più misure. Un esempio sono i goniometri laser. Sono utilizzati dai costruttori per determinare un'ampia gamma di parametri geometrici, nonché per il calcolo tramite formule.

Che cos'è un errore?

L'errore occupa anche un posto considerevole nel processo di misurazione. In teoria è considerato uno dei concetti base della metrologia, in questo caso riflette lo scostamento del valore ottenuto da quello reale. Questa deviazione può essere casuale o sistematica. Nello sviluppo di strumenti di misura, i produttori di solito includono una certa incertezza nell'elenco delle caratteristiche. È grazie alla fissazione dei possibili limiti delle deviazioni nei risultati che possiamo parlare dell'affidabilità delle misurazioni.

Ma non solo l'errore determina possibili deviazioni. L'incertezza è un'altra caratteristica che la metrologia guida in questo senso. Che cos'è l'incertezza di misura? A differenza dell'errore, praticamente non funziona con valori esatti o relativamente accurati. Indica solo un dubbio nell'uno o nell'altro risultato, ma, ancora una volta, non determina gli intervalli di deviazione che potrebbero causare un tale atteggiamento rispetto al valore ottenuto.

Varietà di metrologia per applicazione

La metrologia in una forma o nell'altra è coinvolta in quasi tutte le sfere dell'attività umana. Nella costruzione, gli stessi strumenti di misura vengono utilizzati per correggere le deviazioni delle strutture lungo i piani, in medicina vengono utilizzati sulla base delle apparecchiature più accurate, in ingegneria meccanica anche gli specialisti utilizzano dispositivi che consentono di determinare le caratteristiche con i minimi dettagli. Progetti specializzati più grandi sono eseguiti dall'Agenzia per la regolamentazione tecnica e la metrologia, che allo stesso tempo mantiene una banca di standard, stabilisce regolamenti, esegue la catalogazione, ecc. Questo organismo copre in varia misura tutti i settori della ricerca metrologica, estendendo gli standard approvati a loro.

Conclusione

In metrologia, ci sono standard, principi e metodi di misurazione precedentemente stabiliti e immutabili. Ma ci sono anche alcune sue aree che non possono rimanere invariate. La precisione è una delle caratteristiche chiave fornite dalla metrologia. Che cos'è l'accuratezza nel contesto di una procedura di misurazione? Questo è un valore che dipende in gran parte dai mezzi tecnici di misurazione. E proprio in questo settore, la metrologia si sta sviluppando in modo dinamico, lasciandosi alle spalle strumenti obsoleti e inefficienti. Ma questo è solo uno degli esempi più eclatanti in cui quest'area viene regolarmente aggiornata.

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METROLOGIA, metrologia, pl. no, femmina (dal greco misura metro e insegnamento loghi). La scienza delle misure e dei pesi dei diversi tempi e popoli. Dizionario esplicativo di Ushakov. DN Ushakov. 1935 1940 ... Dizionario esplicativo di Ushakov

Libri

• Metrologia
• Metrologia, Bavykin Oleg Borisovich, Vyacheslavova Olga Fedorovna, Gribanov Dmitry Dmitrievich. Vengono enunciate le principali disposizioni della metrologia teorica, applicata e legale. Fondamenti teorici e problematiche applicate della metrologia allo stato attuale, aspetti storici...