Metrologie - știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității lor și modalități de a obține acuratețea necesară.

Metrologie teoretică (fundamentală). - o ramură a metrologiei al cărei subiect este dezvoltarea fundamentelor fundamentale ale metrologiei.

metrologia legală - o secțiune de metrologie, al cărei subiect este stabilirea cerințelor tehnice și legale obligatorii pentru utilizarea unităților de mărime fizice, etaloane, metode și instrumente de măsurare, care vizează asigurarea unității și a necesității preciziei de măsurare în interesul societate.

Metrologie practică (aplicată). - o secțiune de metrologie, al cărei subiect este aplicarea practică a dezvoltărilor metrologiei teoretice și a prevederilor metrologiei legale.

(Graneev)

Cantitate fizica - o proprietate comună calitativ pentru o varietate de obiecte și individuală din punct de vedere cantitativ pentru fiecare dintre ele.

Mărimea unei mărimi fizice - continutul cantitativ al unei proprietati (sau expresia marimii unei marimi fizice) corespunzatoare conceptului de „cantitate fizica”, inerent acestui obiect .

Valoarea unei marimi fizice - evaluarea cantitativă a valorii măsurate sub forma unui anumit număr de unități acceptate pentru această valoare.

Unitatea de măsură a unei mărimi fizice - o mărime fizică de mărime fixă, căreia i se atribuie o valoare numerică egală cu unu și utilizată pentru a cuantifica mărimi fizice omogene cu aceasta.

La măsurare, se folosesc conceptele valorilor adevărate și reale ale unei mărimi fizice. Valoarea adevărată a unei mărimi fizice - valoarea mărimii, care caracterizează în mod ideal mărimea fizică corespunzătoare din punct de vedere calitativ și cantitativ. Valoarea reală a unei mărimi fizice este valoarea unei marimi fizice obtinuta experimental si atat de apropiata de valoarea adevarata incat poate fi folosita in locul acesteia in problema de masurare a setului.

Măsurare - aflarea valorii unei marimi fizice empiric folosind mijloace tehnice speciale.

Principalele caracteristici ale conceptului de „măsurare”:

a) este posibil să se măsoare proprietățile obiectelor de cunoaștere existente cu adevărat, adică mărimi fizice;

b) măsurarea necesită experimente, adică raționamentul teoretic sau calculele nu pot înlocui experimentul;

c) pentru efectuarea experimentelor sunt necesare mijloace tehnice speciale - instrumente de masura, adus în interacțiune cu un obiect material;

G) rezultatul măsurării este valoarea mărimii fizice.

Caracteristicile măsurătorilor: principiu și metodă de măsurători, rezultat, eroare, acuratețe, convergență, reproductibilitate, corectitudine și fiabilitate.

Principiul de măsurare - fenomenul sau efectul fizic care stau la baza măsurătorilor. De exemplu:

Metoda de masurare - o metodă sau un set de metode de comparare a mărimii fizice măsurate cu unitatea sa în conformitate cu principiul de măsurare implementat. De exemplu:

Rezultatul măsurătorii - valoarea unei marimi obtinuta prin masurarea acesteia.

Eroare de măsurare - abaterea rezultatului măsurării de la valoarea adevărată (reală) a mărimii măsurate.

Precizia rezultatului măsurării - una dintre caracteristicile calității măsurătorilor, reflectând apropierea de zero a erorii rezultatului măsurării.

Convergența rezultatelor măsurătorilor - apropierea între ele a rezultatelor măsurătorilor de aceeași mărime, efectuate în mod repetat prin aceleași mijloace, prin aceeași metodă în aceleași condiții și cu aceeași grijă. Convergența măsurătorilor reflectă influența erorilor aleatorii asupra rezultatului măsurării.

Reproductibilitate - apropierea rezultatelor măsurătorilor aceleiași mărimi, obținute în locuri diferite, prin metode și mijloace diferite, de către diferiți operatori, în momente diferite, dar reduse la aceleași condiții (temperatură, presiune, umiditate etc.).

corectitudinea - o caracteristică a calității măsurătorilor, care reflectă apropierea de zero a erorilor sistematice în rezultatele acestora.

Fiabilitate - o caracteristică a calității măsurătorii care reflectă încrederea în rezultatele acestora, care este determinată de probabilitatea (încrederea) ca valoarea adevărată a mărimii măsurate să se încadreze în limitele specificate (încrederea).

Un set de mărimi interconectate prin dependențe formează un sistem de mărimi fizice. Unitățile care formează un sistem sunt numite unități de sistem, iar unitățile care nu sunt incluse în niciunul dintre sisteme sunt numite unități non-sistem.

În 1960 11 Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri a aprobat Sistemul Internațional de Unități - SI, care include sistemul de unități ISS (unități mecanice) și sistemul MKSA (unități electrice).

Sistemele de unități sunt construite din unități de bază și derivate. Unitățile de bază formează un set minim de unități sursă independente, iar unitățile derivate sunt diferite combinații de unități de bază.

Tipuri și metode de măsurători

Pentru efectuarea măsurătorilor este necesar să se efectueze următoarele operații de măsurare: reproducere, comparare, conversie măsurători, scalare.

Reproducerea valorii mărimii specificate - operația de creare a unui semnal de ieșire cu o dimensiune dată a parametrului informativ, adică valoarea tensiunii, curentului, rezistenței etc. Această operație este implementată de un instrument de măsură - o măsură.

Comparaţie - determinarea raportului dintre mărimile omogene, realizată prin scăderea acestora. Această operație este implementată de dispozitivul de comparare (comparator).

Măsurarea transformării – operatia de conversie a semnalului de intrare in iesire, implementata de traductorul de masura.

Scalare - crearea unui semnal de ieșire care este omogen cu intrarea, a cărui dimensiune a parametrului informativ este proporțională cu K ori mărimea parametrului informativ al semnalului de intrare. Transformarea la scară este implementată într-un dispozitiv numit convertor de scară.

Clasificarea măsurătorilor:

după numărul de măsurători - singur, când măsurătorile sunt luate o singură dată și multiplu– o serie de măsurători unice ale unei mărimi fizice de aceeași dimensiune;

caracteristica de precizie - echivalent- este o serie de măsurători ale unei mărimi, realizate prin instrumente de măsurare de aceeași precizie în aceleași condiții cu aceeași grijă, și inegal când se efectuează o serie de măsurători a oricărei mărimi cu instrumente de măsură cu precizie diferită și în condiții diferite;

natura modificării în timp a valorii măsurate - static, când valoarea unei mărimi fizice este considerată neschimbată în timpul măsurării și dinamic– măsurători variate ca mărime ale unei mărimi fizice;

modul de prezentare a rezultatelor măsurătorilor - absolut măsurarea unei mărimi în unitățile sale și relativ- măsurarea modificărilor unei cantități față de valoarea cu același nume, luată ca fiind cea inițială.

metoda de obținere a rezultatului măsurării (metoda de prelucrare a datelor experimentale) - directă și indirectă, care se împart în cumulativ sau în comun.

Măsurare directă - măsurare, în care valoarea dorită a mărimii se găsește direct din datele experimentale ca urmare a măsurării. Un exemplu de măsurare directă este măsurarea unei surse de tensiune cu un voltmetru.

Măsurare indirectă - masurare in care valoarea dorita a unei marimi se gaseste pe baza unei relatii cunoscute intre aceasta marime si marimile supuse masuratorilor directe. Cu măsurarea indirectă, valoarea mărimii măsurate se obține prin rezolvarea ecuației x =F(x1, x2, x3,...., Xn), Unde x1, x2, x3,...., Xn- valorile cantităților obținute prin măsurători directe.

Un exemplu de măsurare indirectă: rezistența rezistorului R se găsește din ecuație R=U/euîn care se înlocuiesc valorile măsurate ale căderii de tensiune U peste rezistor și curentul I prin acesta.

Măsurătorile articulare - măsurători simultane a mai multor mărimi diferite pentru a găsi relația dintre ele. În acest caz, sistemul de ecuații este rezolvat

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,

unde х1 , х2 , х3 , ...., хn sunt valorile cerute; x1 , x2 , x3 , ...., xḿ ; x1΄΄, x2΄΄, x3΄΄, ...., xm΄΄; x1(n), x2(n), x3(n), ...., xm(n) - valori măsurate.

Un exemplu de măsurare în comun: determinați dependența rezistenței rezistenței de temperatura Rt = R0(1 + At + Bt2); măsurând rezistența rezistenței la trei temperaturi diferite, ele alcătuiesc un sistem de trei ecuații, din care se găsesc parametrii R0, A și B.

Măsurătorile cumulate - măsurători simultane a mai multor mărimi cu același nume, în care valorile dorite ale mărimilor sunt găsite prin rezolvarea unui sistem de ecuații compus din rezultatele măsurătorilor directe ale diferitelor combinații ale acestor mărimi.

Un exemplu de măsurare cumulativă: măsurarea rezistențelor rezistențelor conectate în triunghi prin măsurarea rezistențelor între diferite vârfuri ale triunghiului; conform rezultatelor a trei măsurători, se determină rezistențele rezistențelor.

Interacțiunea instrumentelor de măsură cu un obiect se bazează pe fenomene fizice, a căror totalitate este principiul de măsurare , iar setul de metode de utilizare a principiului si a instrumentelor de masura se numeste metodă de măsurare .

Metode de măsurare clasificate dupa urmatoarele criterii:

conform principiului fizic care stă la baza măsurării - electric, mecanic, magnetic, optic etc.;

gradul de interacțiune dintre mijloc și obiectul măsurării - contact și non-contact;

modul de interacțiune dintre mijloc și obiectul de măsurare - static și dinamic;

tip de semnale de măsurare - analogice și digitale;

organizarea compararii valorii masurate cu masura - metode de evaluare directa si comparare cu masura.

La metoda de evaluare directa (socoteală) valoarea mărimii măsurate este determinată direct de dispozitivul de citire al instrumentului de măsurare cu conversie directă, a cărui scară a fost calibrată anterior folosind o măsură multi-valorică care reproduce valorile cunoscute ale mărimii măsurate. În dispozitivele de conversie directă, în timpul procesului de măsurare, operatorul compară poziția indicatorului dispozitivului de citire și scara pe care se face citirea. Măsurarea curentului cu un ampermetru este un exemplu de măsurare directă.

Metode de comparare a măsurilor - metode în care se face o comparație între valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură. Comparația poate fi directă sau indirectă prin alte cantități care sunt legate în mod unic de prima. O trăsătură distinctivă a metodelor de comparare este participarea directă la procesul de măsurare a unei măsuri de mărime cunoscută, omogenă cu cea măsurată.

Grupul metodelor de comparare cu măsură include următoarele metode: zero, diferențial, substituție și coincidență.

La metoda nulă măsurare, diferența dintre valoarea măsurată și valoarea cunoscută sau diferența dintre efectele produse de valorile măsurate și cunoscute este redusă la zero în timpul procesului de măsurare, care este înregistrat de un dispozitiv foarte sensibil - un indicator nul. Cu o precizie ridicată a măsurilor care reproduc o valoare cunoscută și o sensibilitate ridicată a indicatorului nul, se poate obține o precizie ridicată de măsurare. Un exemplu de aplicare a metodei nul este măsurarea rezistenței unui rezistor folosind o punte cu patru brațe, în care căderea de tensiune pe rezistor este

cu rezistență necunoscută este echilibrată de căderea de tensiune pe rezistorul de rezistență cunoscută.

La metoda diferentiala diferența dintre valoarea măsurată și măsura cunoscută, reproductibilă, se măsoară cu ajutorul unui instrument de măsurare. Valoarea necunoscută se determină din valoarea cunoscută și diferența măsurată. În acest caz, echilibrarea valorii măsurate cu valoarea cunoscută nu se realizează complet, iar aceasta este diferența dintre metoda diferențială și metoda zero. Metoda diferențială poate oferi, de asemenea, o precizie ridicată de măsurare, dacă valoarea cunoscută este reprodusă cu precizie ridicată, iar diferența dintre aceasta și valoarea necunoscută este mică.

Un exemplu de măsurare folosind această metodă este măsurarea tensiunii continue Ux folosind un divizor de tensiune discret R U și un voltmetru V (Fig. 1). Tensiune necunoscută Ux = U0 + ΔUx, unde U0 este tensiunea cunoscută, ΔUx este diferența de tensiune măsurată.

La metoda de substitutie valoarea măsurată și valoarea cunoscută sunt conectate alternativ la intrarea dispozitivului, iar valoarea valorii necunoscute este estimată din două citiri ale dispozitivului. Cea mai mică eroare de măsurare se obține atunci când, ca urmare a selectării unei valori cunoscute, dispozitivul dă același semnal de ieșire ca și cu o valoare necunoscută. Cu această metodă, se poate obține o precizie ridicată de măsurare cu o precizie ridicată a unei măsuri de o valoare cunoscută și o sensibilitate ridicată a dispozitivului. Un exemplu al acestei metode este măsurarea precisă a unei tensiuni mici folosind un galvanometru foarte sensibil, la care este conectată mai întâi o sursă de tensiune necunoscută și se determină abaterea indicatorului, iar apoi aceeași abatere a indicatorului este realizată folosind o sursă reglabilă de tensiune cunoscută. . În acest caz, tensiunea cunoscută este egală cu necunoscuta.

La metoda potrivirii măsurarea diferenței dintre valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură, folosindu-se coincidența semnelor de scară sau a semnalelor periodice. Un exemplu al acestei metode este măsurarea vitezei unei piese folosind o lampă stroboscopică intermitentă: observând poziția marcajului pe partea rotativă în momentele luminilor lămpii, viteza piesei este determinată din frecvența fulgerelor. și decalajul marcajului.

CLASIFICAREA INSTRUMENTELOR DE MĂSURĂ

Instrument de masura (SI) - mijloace tehnice destinate măsurătorilor, caracteristicilor metrologice normalizate, reproducerii și (sau) stocării unei unități de mărime fizică, a cărei mărime se presupune a fi neschimbată (într-o eroare specificată) pentru un interval de timp cunoscut.

După scop, SI sunt împărțite în măsuri, traductoare de măsură, instrumente de măsură, instalații de măsurare și sisteme de măsurare.

Măsura - un instrument de măsurare conceput să reproducă și (sau) să stocheze o cantitate fizică de una sau mai multe dimensiuni specificate, ale cărei valori sunt exprimate în unități stabilite și sunt cunoscute cu exactitatea necesară. Sunt masuri:

- lipsit de ambiguitate- reproducerea unei marimi fizice de aceeasi dimensiune;

- polisemantic - reproducerea unei mărimi fizice de diferite dimensiuni;

- set de masuri- un set de masuri de marimi diferite ale aceleiasi marimi fizice, destinate utilizarii practice atat individual cat si in diverse combinatii;

- magazin de masura – un set de măsuri combinate structural într-un singur dispozitiv, în care există dispozitive pentru conectarea lor în diferite combinații.

traductor de masura - un instrument tehnic cu caracteristici metrologice normative, care este utilizat pentru a converti o mărime măsurată într-o altă mărime sau un semnal de măsurare convenabil pentru prelucrare. Această transformare trebuie să fie efectuată cu o precizie dată și să ofere relația funcțională necesară între valorile de ieșire și de intrare ale convertorului.

Traductoarele de măsurare pot fi clasificate după:

dupa natura transformarii se disting urmatoarele tipuri de traductoare de masura: marimi electrice la electrice, magnetice la electrice, neelectrice la electrice;

loc în circuitul de măsurare și funcțiile fac distincția între convertoarele primare, intermediare, de scară și de transmisie.

Aparat de măsură - un instrument de măsurare conceput pentru a obține valorile mărimii fizice măsurate în intervalul specificat.

Instrumentele de măsurare sunt împărțite în:

conform formei de înregistrare a valorii măsurate - la analog și digital;

aplicație - ampermetre, voltmetre, frecvențămetre, fazemetre, osciloscoape etc.;

scop - instrumente pentru măsurarea mărimilor fizice electrice și neelectrice;

acțiune - integratoare și rezumative;

metoda de indicare a valorilor măsurate - afișare, semnalizare și înregistrare;

metoda de conversie a valorii măsurate - evaluare directă (conversie directă) și comparație;

metoda de aplicare și proiectare - panou, portabil, staționar;

protecție împotriva efectelor condițiilor externe - obișnuit, umiditate, gaz, praf, etanșat, rezistent la explozie etc.

Configurații de măsurare - un set de măsuri combinate funcțional, instrumente de măsură, traductoare de măsurare și alte dispozitive, concepute pentru a măsura una sau mai multe mărimi fizice și situate într-un singur loc.

sistem de masurare - un set de măsuri combinate funcțional, instrumente de măsură, traductoare de măsurare, calculatoare și alte mijloace tehnice plasate în puncte diferite ale unui obiect controlat pentru a măsura una sau mai multe mărimi fizice inerente acestui obiect și pentru a genera semnale de măsurare în diferite scopuri. În funcție de scop, sistemele de măsurare se împart în informații, control, management etc.

Complex de măsurare și calcul - un set integrat funcțional de instrumente de măsurare, calculatoare și dispozitive auxiliare, concepute pentru a îndeplini o sarcină specifică de măsurare ca parte a unui sistem de măsurare.

În funcție de funcțiile metrologice, SI sunt împărțite în standarde și instrumente de măsură de lucru.

Unitate standard de mărime fizică - un instrument de măsurare (sau un set de instrumente de măsurare) conceput pentru a reproduce și (sau) a stoca o unitate și a transfera dimensiunea acesteia la instrumente de măsurare inferioare conform schemei de verificare și aprobat ca standard în modul prescris.

Instrument de masura de lucru - acesta este un instrument de măsurare utilizat în practica de măsurare și care nu este asociat cu transferul de unități de mărime a mărimii fizice către alte instrumente de măsurare.

CARACTERISTICI METROLOGICE ALE INSTRUMENTELOR DE MĂSURĂ

Caracteristica metrologică a instrumentului de măsură - o caracteristică a uneia dintre proprietățile unui instrument de măsurare care afectează rezultatul și eroarea măsurătorilor acestuia. Se numesc caracteristici metrologice stabilite prin documente normative si tehnice caracteristici metrologice standardizate, iar cele determinate experimental caracteristicile metrologice reale.

Funcția de conversie (caracteristica de conversie statică) – dependenta functionala intre parametrii informativi ai semnalelor de iesire si de intrare ai instrumentului de masura.

eroare SI - cea mai importantă caracteristică metrologică, definită ca diferența dintre indicația unui instrument de măsurare și valoarea adevărată (reală) a mărimii măsurate.

sensibilitate SI - proprietatea unui instrument de măsurare, determinată de raportul dintre modificarea semnalului de ieșire al acestui instrument și modificarea valorii măsurate care o provoacă. Distingeți sensibilitatea absolută și relativă. Sensibilitatea absolută este determinată de formulă

Sensibilitate relativă - conform formulei

,

unde ΔY este modificarea semnalului de ieșire; ΔX este modificarea valorii măsurate, X este valoarea măsurată.

Valoarea diviziunii la scară ( constanta instrumentului ) – diferența de valoare a unei cantități corespunzătoare a două semne adiacente pe scara SI.

Pragul de sensibilitate - cea mai mică valoare a modificării unei mărimi fizice, pornind de la care se poate măsura prin acest mijloc. Pragul de sensibilitate în unități ale valorii de intrare.

Interval de măsurare - intervalul de valori în care sunt normalizate limitele de eroare admisibile ale SI. Valorile mărimii care limitează intervalul de măsurare de jos și de sus (stânga și dreapta) sunt numite respectiv de jos și de sus limita de masurare. Se numește intervalul scalei instrumentului, limitat de valorile inițiale și finale ale scalei interval de indicație.

Variația indicațiilor - cea mai mare variație a semnalului de ieșire al dispozitivului în condiții externe constante. Este o consecință a frecării și a jocului în nodurile dispozitivelor, a histerezii mecanice și magnetice a elementelor etc.

Variație de ieșire - este diferența dintre valorile semnalului de ieșire corespunzătoare aceleiași valori reale a variabilei de intrare atunci când se apropie încet din stânga și dreapta de valoarea selectată a variabilei de intrare.

caracteristici dinamice, adică, caracteristicile proprietăților (elementelor) inerțiale ale dispozitivului de măsurare, care determină dependența semnalului de ieșire MI de valori variabile în timp: parametrii semnalului de intrare, mărimile de influență externe, sarcina.

CLASIFICAREA ERORILOR

Procedura de măsurare constă din următoarele etape: acceptarea modelului obiect de măsurare, selectarea metodei de măsurare, selectarea SI și efectuarea unui experiment pentru obținerea rezultatului. Ca urmare, rezultatul măsurării diferă de valoarea adevărată a mărimii măsurate cu o anumită sumă, numită eroare măsurători. Măsurarea poate fi considerată completă dacă se determină valoarea măsurată și se indică gradul posibil de abatere a acesteia de la valoarea adevărată.

După metoda de exprimare, erorile instrumentelor de măsură sunt împărțite în absolute, relative și reduse.

Eroare absolută - Eroarea SI, exprimată în unități ale mărimii fizice măsurate:

Eroare relativă - Eroarea SI exprimată ca raport dintre eroarea absolută a instrumentului de măsurare și rezultatul măsurătorilor sau valoarea reală a mărimii fizice măsurate:

Pentru un dispozitiv de măsurare, γrel caracterizează eroarea într-un punct dat de pe scară, depinde de valoarea mărimii măsurate și are cea mai mică valoare la sfârșitul scalei dispozitivului.

Eroare redusă - eroare relativă, exprimată ca raport dintre eroarea absolută a instrumentului de măsurare și valoarea acceptată condiționat a mărimii, care este constantă pe întregul interval de măsurare sau pe o parte a intervalului:

unde Хnorm este o valoare de normalizare, adică o valoare setată, în raport cu care se calculează eroarea. Valoarea de normalizare poate fi limita superioară a măsurătorilor SI, domeniul de măsurare, lungimea scalei etc.

Datorită motivului și condițiilor pentru apariția erorilor instrumentelor de măsurare, acestea sunt împărțite în principale și suplimentare.

Eroarea principală aceasta este eroarea SI în condiții normale de funcționare.

Eroare suplimentară - componentă a erorii MI care apare în plus față de eroarea principală din cauza abaterii oricăreia dintre mărimile care influențează de la valoarea sa normală sau din cauza trecerii acesteia dincolo de intervalul normal de valori.

Limita erorii de bază admisibile - cea mai mare eroare de bază la care instrumentul de măsurare poate fi recunoscut ca fiind adecvat și aprobat pentru utilizare conform specificațiilor.

Limita erorii suplimentare admisibile - aceasta este cea mai mare eroare suplimentară la care instrumentul de măsurare poate fi permis să fie utilizat.

O caracteristică generalizată a acestui tip de instrumente de măsurare, de regulă, care reflectă nivelul de precizie a acestora, determinat de limitele erorilor de bază și suplimentare admisibile, precum și alte caracteristici care afectează precizia, se numește clasa de precizie SI.

eroare sistematica - componentă a erorii unui instrument de măsură, luată ca o constantă sau în schimbare regulată.

Eroare aleatorie - componentă a erorii SI care variază aleatoriu.

Domnișoare – erori grave asociate cu erorile operatorului sau nesocotite pentru influențe externe.

În funcție de valoarea valorii măsurate, erorile MI sunt împărțite în aditive, independent de valoarea valorii de intrare X, și multiplicative - proporționale cu X.

Eroare de aditiv Δadăugarea nu depinde de sensibilitatea dispozitivului și este constantă ca valoare pentru toate valorile mărimii de intrare X din domeniul de măsurare. Exemplu: eroare zero, eroare de discretitate (cuantizare) în instrumentele digitale. Dacă dispozitivul are doar o eroare aditivă sau depășește semnificativ alte componente, atunci limita erorii de bază admisibile este normalizată sub forma unei erori reduse.

Eroare de multiplicare depinde de sensibilitatea dispozitivului și variază proporțional cu valoarea curentă a variabilei de intrare. Dacă dispozitivul are doar o eroare multiplicativă sau este semnificativă, atunci limita erorii relative admisibile este exprimată ca eroare relativă. Clasa de precizie a unui astfel de SI este desemnată printr-un singur număr plasat într-un cerc și egal cu limita erorii relative admisibile.

În funcție de influența naturii modificării valorii măsurate, erorile MI sunt împărțite în statice și dinamice.

Erori statice - eroarea SI utilizată în măsurarea unei mărimi fizice, luată ca constantă.

Eroare dinamică - Eroare MI care apare la măsurarea unei mărimi fizice în schimbare (în procesul de măsurare), care este o consecință a proprietăților inerțiale ale SI.

ERORI SISTEMATICE

În funcție de natura modificării, erorile sistematice sunt împărțite în constante (reținând mărimea și semnul) și variabile (modificări conform unei anumite legi).

În funcție de cauzele de apariție, erorile sistematice sunt împărțite în metodologice, instrumentale și subiective.

Erori metodologice apar din cauza imperfecțiunii, a incompletității justificărilor teoretice ale metodei de măsurare adoptate, a utilizării unor ipoteze și ipoteze simplificatoare în derivarea formulelor aplicate, din cauza alegerii greșite a mărimilor măsurate.

În majoritatea cazurilor, erorile metodologice sunt sistematice și uneori aleatorii (de exemplu, când coeficienții ecuațiilor de lucru ale metodei de măsurare depind de condițiile de măsurare care se modifică aleatoriu).

Erori instrumentale sunt determinate de proprietățile SI utilizat, influența acestora asupra obiectului de măsurare, tehnologie și calitatea producției.

Erori subiective sunt cauzate de starea operatorului care efectuează măsurătorile, poziția sa în timpul lucrului, imperfecțiunea organelor de simț, proprietățile ergonomice ale instrumentelor de măsură - toate acestea afectează precizia vederii.

Detectarea cauzelor și tipului de dependență funcțională face posibilă compensarea erorii sistematice prin introducerea de corecții adecvate (factori de corecție) în rezultatul măsurării.

ERORI ALEATORII

O descriere completă a unei variabile aleatoare și, prin urmare, a erorii, este legea distribuției sale, care determină natura apariției diferitelor rezultate ale măsurătorilor individuale.

În practica măsurătorilor electrice, există diverse legi de distribuție, dintre care unele sunt discutate mai jos.

Legea distribuției normale (legea Gauss). Această lege este una dintre cele mai comune legi de distribuție a erorilor. Acest lucru se explică prin faptul că, în multe cazuri, eroarea de măsurare se formează sub acțiunea unui set mare de cauze diferite, independente unele de altele. Pe baza teoremei limitei centrale a teoriei probabilităților, rezultatul acestor cauze va fi o eroare distribuită conform legii normale, cu condiția ca niciuna dintre aceste cauze să nu fie semnificativ predominantă.

Distribuția normală a erorilor este descrisă de formula

unde ω(Δx) - densitatea probabilității de eroare Δx; σ[Δx] - abaterea standard a erorii; Δxc - componenta sistematică a erorii.

Forma legii normale este prezentată în fig. 1a pentru două valori ale lui σ[Δx]. pentru că

Apoi legea distribuției componentei aleatoare a erorii

are aceeași formă (Fig. 1b) și este descrisă prin expresie

unde este abaterea standard a componentei aleatorii a erorii; = σ [∆x]

Orez. Fig. 1. Distribuția normală a erorii de măsurare (a) și componenta aleatorie a erorii de măsurare (b)

Astfel, legea de distribuție a erorii Δx diferă de legea de distribuție a componentei aleatoare a erorii doar printr-o deplasare de-a lungul axei absciselor cu valoarea componentei sistematice a erorii Δхс.

Din teoria probabilității se știe că aria de sub curba densității probabilității caracterizează probabilitatea unei erori. Din Fig. 1, b se poate observa că probabilitatea R apariția unei erori în intervalul ± la mai mare decât la (zonele care caracterizează aceste probabilități sunt umbrite). Aria totală sub curba de distribuție este întotdeauna 1, adică probabilitatea totală.

Luând în considerare acest lucru, se poate susține că erorile ale căror valori absolute depășesc apar cu o probabilitate egală cu 1 - R, care pentru este mai mic decât pentru . Prin urmare, cu cât apar erori mai mici, cu atât mai puțin mari, cu atât măsurătorile sunt mai precise. Astfel, abaterea standard poate fi utilizată pentru a caracteriza acuratețea măsurătorilor:

Legea distribuției uniforme. Dacă eroarea de măsurare cu aceeași probabilitate poate lua orice valoare care nu depășește anumite limite, atunci o astfel de eroare este descrisă de o lege de distribuție uniformă. În acest caz, densitatea probabilității de eroare ω(Δx) este constantă în interiorul acestor limite și este egală cu zero în afara acestor limite. Legea distribuției uniforme este prezentată în fig. 2. Analitic, se poate scrie astfel:

Pentru –Δx1 ≤ Δx ≤ + Δx1;

Fig 2. Legea distribuției uniforme

Cu o astfel de lege de distribuție, eroarea de la frecare în suporturile dispozitivelor electromecanice, reziduurile neexcluse ale erorilor sistematice și eroarea de discretizare în dispozitivele digitale sunt în bună concordanță.

Legea distribuției trapezoidale. Această distribuție este reprezentată grafic în Fig. 3, A. O eroare are o astfel de lege de distribuție dacă este formată din două componente independente, fiecare dintre ele având o lege de distribuție uniformă, dar lățimea intervalului de legi uniforme este diferită. De exemplu, atunci când două traductoare de măsurare sunt conectate în serie, dintre care unul are o eroare distribuită uniform în intervalul ±Δx1, iar celălalt distribuit uniform în intervalul ± Δx2, eroarea totală de conversie va fi descrisă printr-o lege de distribuție trapezoidală.

Legea distribuției triunghiulare (legea lui Simpson). Această distribuție (vezi Fig. 3, b) este un caz special de trapezoidal, când componentele au aceleași legi uniforme de distribuție.

Legile distribuției bimodale.În practica măsurătorilor, există legi de distribuție bimodală, adică legi de distribuție care au două maxime ale densității de probabilitate. În legea distribuției bimodale, care poate fi în dispozitivele care au o eroare de la reacția mecanismelor cinematice sau de la histerezis atunci când piesele dispozitivului inversează magnetizarea.

Fig.3. Trapezoidal (A)și triunghiular (b) legi de distribuție

Abordare probabilistă a descrierii erorilor. Estimări punctuale ale legilor de distribuție.

Când, când observațiile repetate de aceeași valoare constantă sunt efectuate cu aceeași grijă și în aceleași condiții, obținem rezultate. diferit unul de celălalt, aceasta indică prezența unor erori aleatorii în ele. Fiecare astfel de eroare apare ca urmare a influenței simultane a multor perturbații aleatorii asupra rezultatului observației și este ea însăși o variabilă aleatoare. În acest caz, este imposibil să preziceți rezultatul unei observații individuale și să îl corectați prin introducerea unei corecții. Se poate afirma doar cu un anumit grad de certitudine că adevărata valoare a mărimii măsurate se află în împrăștierea rezultatelor observaționale de la n>.m la Xn. ah unde xtt. La<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

În practică, toate rezultatele măsurătorilor și erorile aleatoare sunt cantități discrete, adică cantități xi, ale căror valori posibile sunt separabile unele de altele și pot fi numărate. Când se utilizează variabile aleatoare discrete, se pune problema găsirii estimărilor punctuale pentru parametrii funcțiilor lor de distribuție pe baza mostre - o serie de valori xi luate de o variabilă aleatorie x în n experimente independente. Proba utilizată trebuie să fie reprezentant(reprezentant), adică ar trebui să reprezinte destul de bine proporțiile populației generale.

Estimarea parametrului este numită punct, dacă se exprimă ca un singur număr. Problema găsirii estimărilor punctuale este un caz special al problemei statistice a găsirii estimărilor pentru parametrii funcției de distribuție a unei variabile aleatoare pe baza unui eșantion. Spre deosebire de parametrii înșiși, estimările lor punctuale sunt variabile aleatorii, iar valorile lor depind de cantitatea de date experimentale și de lege

distribuție - din legile distribuției variabilelor aleatoare în sine.

Estimările punctuale pot fi consistente, impartiale și eficiente. Bogat numită estimare, care, odată cu creșterea dimensiunii eșantionului, tinde probabil către valoarea adevărată a unei caracteristici numerice. imparțial se numește estimare, a cărei așteptare matematică este egală cu caracteristica numerică estimată. Cel mai eficient luați în considerare cea a „mai multor estimări nepărtinitoare posibile, care are cea mai mică varianță. Cerința de imparțialitate nu este întotdeauna rezonabilă în practică, deoarece o estimare cu o prejudecată mică și o varianță mică poate fi preferabilă unei estimări nepărtinitoare cu o varianță mare. În practică, nu este întotdeauna posibil să se satisfacă toate aceste trei cerințe simultan, dar alegerea unei evaluări ar trebui să fie precedată de o analiză critică a acesteia din toate punctele de vedere enumerate.

Cea mai comună metodă de obținere a estimatorilor este metoda maximei probabilități, care conduce la estimatori asimptotic imparțiali și eficienți cu o distribuție aproximativ normală. Alte metode includ metodele momentelor și ale celor mai mici pătrate.

Estimarea punctuală a MO a rezultatului măsurării este medie aritmetică valoare măsurată

Pentru orice lege de distribuție, este un estimator consistent și imparțial, precum și cel mai eficient în ceea ce privește criteriul celor mai mici pătrate.

Estimarea punctuală a varianței, determinată de formulă

este imparțial și consecvent.

RMS a unei variabile aleatoare x este definită ca rădăcina pătrată a varianței. În consecință, estimarea acesteia poate fi găsită luând rădăcina estimării varianței. Totuși, această operație este o procedură neliniară, ceea ce duce la o prejudecată în estimarea astfel obținută. Pentru a corecta estimarea RMS se introduce un factor de corecție k(n), care depinde de numărul de observații n. Se schimbă de la

k(3) = 1,13 până la k(∞) ≈ 1.03. Estimarea abaterii standard

Estimările obținute ale MO și SD sunt variabile aleatoare. Acest lucru se manifestă prin faptul că la repetarea unei serii de n observații se vor obține estimări diferite și de fiecare dată. Este oportun să se estimeze dispersia acestor estimări folosind RMS Sx Sσ.

Estimarea RMS a mediei aritmetice

Estimarea RMS a abaterii standard

Rezultă că eroarea relativă în determinarea abaterii standard poate fi

cotat ca

.

Depinde doar de curtoză și de numărul de observații din eșantion și nu depinde de abaterea standard, adică de acuratețea cu care sunt făcute măsurătorile. Datorită faptului că un număr mare de măsurători sunt efectuate relativ rar, eroarea în determinarea σ poate fi destul de semnificativă. În orice caz, este mai mare decât eroarea datorată deviației estimării datorată extragerii rădăcinii pătrate și eliminată prin factorul de corecție k(n). În acest sens, în practică, părtinirea în estimarea RMS a observațiilor individuale este neglijată și este determinată de formula

adică luați în considerare k(n)=1.

Uneori, se dovedește a fi mai convenabil să folosiți următoarele formule pentru a calcula estimările RMS ale observațiilor individuale și rezultatul măsurării:

Estimările punctuale ale altor parametri de distribuție sunt utilizate mult mai rar. Estimările coeficientului de asimetrie și curtoză se găsesc prin formule

Definiția dispersiei estimărilor coeficientului de asimetrie și curtozei este descrisă prin diverse formule în funcție de tipul de distribuție. O scurtă trecere în revistă a acestor formule este dată în literatură.

Abordare probabilistică a descrierii erorilor aleatorii.

Centru și momente de distribuție.

Ca rezultat al măsurării, valoarea mărimii măsurate se obține sub forma unui număr în unitățile de mărime acceptate. Eroarea de măsurare este, de asemenea, exprimată convenabil ca număr. Totuși, eroarea de măsurare este o variabilă aleatorie, a cărei descriere exhaustivă poate fi doar legea distribuției. Din teoria probabilității se știe că legea distribuției poate fi caracterizată prin caracteristici numerice (numere non-aleatoare), care sunt folosite pentru cuantificarea erorii.

Principalele caracteristici numerice ale legilor de distribuție sunt așteptarea și dispersia matematică, care sunt determinate de expresiile:

Unde M- simbolul așteptării matematice; D- simbolul variației.

Așteptarea matematică a erorii măsurătorile este o valoare non-aleatorie, în raport cu care se împrăștie alte valori ale erorilor în măsurători repetate. Așteptările matematice caracterizează componenta sistematică a erorii de măsurare, adică M [Δх]=ΔxC. Ca o caracteristică numerică a erorii

M [Δx] indică părtinirea rezultatelor măsurătorii în raport cu valoarea adevărată a valorii măsurate.

Dispersia erorilor D [Δх] caracterizează gradul de dispersie (împrăștiere) a valorilor individuale de eroare în raport cu așteptarea matematică. Deoarece împrăștierea are loc din cauza componentei aleatorii a erorii, atunci .

Cu cât dispersia este mai mică, cu atât răspândirea este mai mică, cu atât măsurătorile sunt mai precise. Prin urmare, dispersia poate servi ca o caracteristică a preciziei măsurătorilor. Totuși, varianța este exprimată în unități de eroare la pătrat. Prin urmare, ca o caracteristică numerică a preciziei măsurătorii, folosim abaterea standard cu semn pozitiv și exprimată în unități de eroare.

De obicei, atunci când efectuează măsurători, ei se străduiesc să obțină un rezultat al măsurării cu o eroare care nu depășește valoarea admisă. Cunoașterea doar a abaterii standard nu permite găsirea erorii maxime care poate apărea în timpul măsurătorilor, ceea ce indică posibilitățile limitate ale unei astfel de caracteristici de eroare numerică precum σ[Δx] . Mai mult, în diferite condiții de măsurare, atunci când legile de distribuție a erorilor pot diferi unele de altele, eroarea Cu varianța mai mică poate lua valori mai mari.

Valorile maxime ale erorii depind nu numai de σ[Δx] , dar şi asupra formei legii distribuţiei. Când distribuția erorii este teoretic nelimitată, de exemplu, cu o lege de distribuție normală, eroarea poate fi de orice valoare. În acest caz, se poate vorbi doar de un interval dincolo de care eroarea nu va depăși cu o oarecare probabilitate. Acest interval este numit interval de încredere, caracterizarea probabilității sale - probabilitatea de încredere, iar limitele acestui interval sunt valorile de încredere ale erorii.

În practica măsurătorilor, se folosesc diverse valori ale probabilității de încredere, de exemplu: 0,90; 0,95; 0,98; 0,99; 0,9973 și 0,999. Intervalul de încredere și nivelul de încredere sunt alese în funcție de condițiile specifice de măsurare. Deci, de exemplu, cu o distribuție normală a erorilor aleatoare cu o abatere standard, este adesea folosit un interval de încredere de la până, pentru care probabilitatea de încredere este egală cu

0,9973. O astfel de probabilitate de încredere înseamnă că, în medie, din 370 de erori aleatoare, o singură eroare în valoare absolută va fi

Deoarece în practică numărul măsurătorilor individuale depășește rar câteva zeci, apariția chiar și a unei erori aleatorii mai mare decât

Un eveniment puțin probabil, prezența a două astfel de erori este aproape imposibilă. Acest lucru ne permite să afirmăm în mod suficient că toate erorile de măsurare aleatoare posibile distribuite conform legii normale practic nu depășesc valoarea absolută (regula „trei sigma”).

În conformitate cu GOST, intervalul de încredere este una dintre principalele caracteristici ale preciziei măsurătorii. Prezentul standard stabilește una dintre formele de prezentare a rezultatului măsurătorii sub următoarea formă: x; Δx de la Δxn la Δxin1; R , unde x - rezultatul măsurării în unități ale valorii măsurate; Δx, Δxн, Δxв - respectiv, eroarea de măsurare cu limitele sale inferioară și superioară în aceleași unități; R - probabilitatea cu care eroarea de măsurare se află în aceste limite.

GOST permite, de asemenea, alte forme de prezentare a rezultatului măsurării, care diferă de forma de mai sus prin faptul că indică separat caracteristicile componentelor sistematice și aleatorii ale erorii de măsurare. Totodată, pentru eroarea sistematică sunt indicate caracteristicile probabilistice ale acesteia. S-a remarcat deja mai devreme că uneori eroarea sistematică trebuie estimată din punct de vedere probabilistic. În acest caz, principalele caracteristici ale erorii sistematice sunt М [Δхс], σ [Δхс] și intervalul său de încredere. Separarea componentelor sistematice și aleatorii ale erorii este recomandabilă dacă rezultatul măsurării este utilizat în prelucrarea ulterioară a datelor, de exemplu, atunci când se determină rezultatul măsurătorilor indirecte și se evaluează acuratețea acestuia, la însumarea erorilor etc.

Oricare dintre formele de prezentare a rezultatului măsurătorii furnizate de GOST trebuie să conțină datele necesare, pe baza cărora se poate determina intervalul de încredere pentru eroarea rezultatului măsurării. În cazul general, se poate stabili un interval de încredere dacă se cunosc forma legii distribuției erorilor și principalele caracteristici numerice ale acestei legi.

________________________

1 Δxн și Δxв trebuie indicate cu semnele lor. În cazul general |Δxн| poate să nu fie egal cu |Δxв|. Dacă marjele de eroare sunt simetrice, adică |Δxн| = |Δxv| = Δx, atunci rezultatul măsurării poate fi scris astfel: x ±Δx; P.

DISPOZITIVE ELECTROMECANICE

Un dispozitiv electromecanic include un circuit de măsurare, un mecanism de măsurare și un dispozitiv de citire.

Dispozitive magnetoelectrice.

Dispozitivele magnetoelectrice constau dintr-un mecanism de măsurare magnetoelectric cu un dispozitiv de citire și un circuit de măsurare. Aceste aparate sunt utilizate pentru măsurarea curenților și tensiunilor continue, a rezistențelor, a cantității de energie electrică (galvanometre și coulombmetre balistice), precum și pentru măsurarea sau indicarea curenților și tensiunilor mici (galvanometre). În plus, dispozitivele magnetoelectrice sunt folosite pentru înregistrarea cantităților electrice (dispozitive de autoînregistrare și galvanometre cu osciloscop).

Cuplul din mecanismul de măsurare al unui dispozitiv magnetoelectric apare ca urmare a interacțiunii câmpului magnetic al unui magnet permanent și câmpului magnetic al unei bobine cu curentul. Se folosesc mecanisme magnetoelectrice cu bobină mobilă și magnet mobil. (Cel mai comun cu bobina mobilă).

Avantaje: sensibilitate ridicată, consum redus de energie proprie, caracteristică de conversie statică nominală liniară și stabilă α=f(I), nicio influență a câmpurilor electrice și influență redusă a câmpurilor magnetice (datorită unui câmp destul de puternic în spațiul de aer (0,2 - 1,2) T)).

Dezavantaje: capacitate scăzută de suprasarcină de curent, complexitate relativă și cost ridicat, răspund doar la curent continuu.

Dispozitive electrodinamice (ferodinamice).

Dispozitivele electrodinamice (ferodinamice) constau dintr-un mecanism de măsurare electrodinamic (ferodinamic) cu un dispozitiv de citire și un circuit de măsurare. Aceste dispozitive sunt utilizate pentru măsurarea curenților și tensiunilor continue și alternative, a puterii în circuitele de curent continuu și alternativ, a unghiului de fază între curenții și tensiunile alternative. Instrumentele electrodinamice sunt cele mai precise instrumente electromecanice pentru circuitele de curent alternativ.

Cuplul în mecanismele de măsurare electrodinamică și ferodinamică apare ca urmare a interacțiunii câmpurilor magnetice ale bobinelor fixe și mobile cu curenții.

Avantaje: funcționează atât pe curent continuu, cât și pe curent alternativ (până la 10 kHz) cu o precizie ridicată și o stabilitate ridicată a proprietăților lor.

Dezavantaje: mecanismele de măsurare electrodinamică au o sensibilitate scăzută în comparație cu mecanismele magnetoelectrice. Prin urmare, au un consum mare de energie proprie. Mecanismele de măsurare electrodinamică au o capacitate scăzută de suprasarcină a curentului, sunt relativ complexe și costisitoare.

Mecanismul de măsurare ferodinamic diferă de mecanismul electrodinamic prin faptul că bobinele sale fixe au un circuit magnetic din material de tablă moale magnetic, ceea ce face posibilă creșterea semnificativă a fluxului magnetic și, în consecință, a cuplului. Cu toate acestea, utilizarea unui miez feromagnetic duce la erori cauzate de influența acestuia. În același timp, mecanismele de măsurare ferodinamice sunt puțin afectate de câmpurile magnetice externe.

Dispozitive electromagnetice

Dispozitivele electromagnetice constau dintr-un mecanism de măsurare electromagnetic cu un dispozitiv de citire și un circuit de măsurare. Ele sunt folosite pentru a măsura curentul alternativ și continuu și tensiunile, pentru a măsura frecvența și defazarea între curent alternativ și tensiune. Datorită costului relativ scăzut și a performanțelor satisfăcătoare, dispozitivele electromagnetice alcătuiesc cea mai mare parte a întregului parc de instrumente a panoului.

Cuplul din aceste mecanisme apare ca urmare a interacțiunii dintre unul sau mai multe miezuri feromagnetice ale părții mobile și câmpul magnetic al bobinei, prin înfășurarea căreia curge curent.

Avantaje: simplitate a designului și cost redus, fiabilitate ridicată în funcționare, capacitatea de a rezista la suprasarcini mari, capacitatea de a lucra atât în ​​circuite de curent continuu, cât și în curent alternativ (până la aproximativ 10 kHz).

Dezavantaje: precizie scăzută și sensibilitate scăzută, influență puternică asupra funcționării câmpurilor magnetice externe.

dispozitive electrostatice.

Baza dispozitivelor electrostatice este un mecanism de măsurare electrostatic cu un dispozitiv de citire. Ele sunt utilizate în principal pentru măsurarea tensiunilor AC și DC.

Cuplul în mecanismele electrostatice apare ca urmare a interacțiunii a două sisteme de conductoare încărcate, dintre care unul mobil.

Dispozitive de inducție.

Dispozitivele de inducție constau dintr-un mecanism de măsurare inductiv cu un dispozitiv de citire și un circuit de măsurare.

Principiul de funcționare al mecanismelor de măsurare prin inducție se bazează pe interacțiunea fluxurilor magnetice ale electromagneților și curenților turbionari induși de fluxurile magnetice într-o piesă mobilă realizată sub forma unui disc de aluminiu. În prezent, din dispozitivele de inducție se folosesc contoare de energie electrică în circuite de curent alternativ.

Se numește abaterea rezultatului măsurării de la valoarea adevărată a mărimii măsurate Eroare de măsurare. Eroarea de măsurare Δx = x - xi, unde x este valoarea măsurată; xi este adevărata valoare.

Deoarece valoarea adevărată este necunoscută, în practică eroarea de măsurare este estimată pe baza proprietăților instrumentului de măsurare, a condițiilor experimentului și a analizei rezultatelor. Rezultatul obținut diferă de valoarea adevărată, prin urmare, rezultatul măsurării este valoros numai dacă se dă o estimare a erorii în valoarea obținută a mărimii măsurate. În plus, cel mai adesea ele determină nu o eroare specifică a rezultatului, dar grad de nesiguranță- limitele zonei în care se află eroarea.

Conceptul este adesea folosit "precizia măsurării", - un concept care reflectă apropierea rezultatului măsurării de valoarea adevărată a mărimii măsurate. Precizia mare de măsurare corespunde unei erori reduse de măsurare.

LA oricare din numărul dat de valori poate fi aleasă ca principale, dar în practică se aleg valorile care pot fi reproduse și măsurate cu cea mai mare precizie. În domeniul ingineriei electrice, marimile principale sunt lungimea, masa, timpul și puterea curentului electric.

Dependența fiecărei mărimi derivate de cele principale este afișată prin dimensiunea acesteia. Dimensiunea cantității este un produs al desemnărilor principalelor cantități ridicate la puterile corespunzătoare și este caracteristica sa calitativă. Dimensiunile mărimilor sunt determinate pe baza ecuațiilor corespunzătoare ale fizicii.

Mărimea fizică este dimensional, dacă dimensiunea sa cuprinde cel puţin una dintre mărimile de bază ridicate la o putere diferită de zero. Majoritatea mărimilor fizice sunt dimensionale. Cu toate acestea, există fără dimensiuni cantități (relative), care sunt raportul unui fizic dat cantități la cel cu același nume, folosit ca inițială (referință). Mărimile adimensionale sunt, de exemplu, raportul de transformare, atenuarea etc.

Mărimile fizice, în funcție de setul de mărimi pe care le pot avea atunci când se schimbă într-un interval limitat, se împart în continue (analogice) și cuantificate (discrete) ca mărime (nivel).

Valoare analogică poate avea un număr infinit de dimensiuni într-un interval dat. Acesta este numărul copleșitor de mărimi fizice (tensiune, puterea curentului, temperatură, lungime etc.). Cuantizat magnitudinea are doar un set numărabil de dimensiuni în intervalul dat. Un exemplu de astfel de cantitate poate fi o sarcină electrică mică, a cărei mărime este determinată de numărul de sarcini electronice incluse în ea. Dimensiunile unei cantități cuantificate pot corespunde doar anumitor niveluri - niveluri de cuantizare. Se numește diferența dintre două niveluri de cuantizare adiacente etapă de cuantizare (cuantică).

Valoarea unei marimi analogice este determinata prin masurare cu o eroare inevitabila. O mărime cuantificată poate fi determinată prin numărarea cuantelor sale dacă acestea sunt constante.

Mărimile fizice pot fi constante sau variabile în timp. Când se măsoară o mărime constantă de timp, este suficient să se determine una dintre valorile ei instantanee. Variabilele în timp pot avea o natură cvasi-deterministă sau aleatorie a schimbării.

Cvasi-determinist cantitate fizica - cantitate pentru care se cunoaște tipul de dependență de timp, dar parametrul măsurat al acestei dependențe este necunoscut. mărime fizică aleatorie - o cantitate a cărei mărime se modifică aleatoriu în timp. Ca un caz special al cantităților variabile în timp, se pot evidenția cantități discrete în timp, adică cantități ale căror dimensiuni sunt diferite de zero numai în anumite momente în timp.

Mărimile fizice sunt împărțite în active și pasive. Valori active(de exemplu, forța mecanică, EMF a unei surse de curent electric) sunt capabile să creeze semnale de informații de măsurare fără surse de energie auxiliare (vezi mai jos). Cantități pasive(de exemplu, masa, rezistența electrică, inductanța) nu pot genera ele însele semnale de informații de măsurare. Pentru a face acest lucru, acestea trebuie activate folosind surse de energie auxiliare, de exemplu, la măsurarea rezistenței unui rezistor, trebuie să curgă un curent prin acesta. În funcție de obiectele de studiu, se vorbește de mărimi electrice, magnetice sau neelectrice.

Se numește o mărime fizică căreia, prin definiție, i se atribuie o valoare numerică egală cu unu unitate de mărime fizică. Mărimea unei unități a unei mărimi fizice poate fi oricare. Cu toate acestea, măsurătorile trebuie făcute în unități general acceptate. Comunitatea unităţilor la scară internaţională este stabilită prin acorduri internaţionale. Unități de mărimi fizice, conform cărora sistemul internațional de unități (SI) a fost introdus pentru utilizare obligatorie în țara noastră.

Când se studiază obiectul de studiu, este necesar să se aloce cantități fizice pentru măsurători, ținând cont de scopul măsurării, care se reduce la studiul sau evaluarea oricăror proprietăți ale obiectului. Deoarece obiectele reale au un set infinit de proprietăți, pentru a obține rezultate de măsurare adecvate scopului măsurătorilor, anumite proprietăți ale obiectelor care sunt semnificative pentru scopul ales sunt evidențiate ca mărimi măsurate, adică ele aleg model de obiect.

STANDARDIZARE

Sistemul de standardizare de stat (DSS) din Ucraina este reglementat în principalele standarde pentru acesta:

DSTU 1.0 - 93 DSS. Dispoziții de bază.

DSTU 1.2 - 93 DSS. Procedura de elaborare a standardelor de stat (naționale).

DSTU 1.3 - 93 DSS. Procedura de elaborare a construcției, prezentarea, proiectarea, aprobarea, aprobarea, desemnarea și înregistrarea caietului de sarcini.

DSTU 1.4 - 93 DSS. Standardele întreprinderii. Dispoziții de bază.

DSTU 1.5 - 93 DSS. Prevederi de bază pentru construcția, prezentarea, proiectarea și conținutul standardelor;

DSTU 1.6 - 93 DSS. Procedura de înregistrare de stat a standardelor industriale, a standardelor de parteneriate și comunități științifice, tehnice și inginerești (uniuni).

DSTU 1.7 - 93 DSS. Reguli și metode pentru adoptarea și aplicarea standardelor internaționale și regionale.

Organismele de standardizare sunt:

Organ executiv central în domeniul standardizării DKTRSP

Consiliul Standardelor

Comitete tehnice pentru standardizare

Alte entități care se ocupă de standardizare.

Clasificarea documentelor normative și a standardelor care funcționează în Ucraina.

Documente normative internaționale, standarde și recomandări.

Stat. Standardele ucrainene.

Standardele republicane ale fostei RSS Ucrainene, aprobate înainte de 08/01/91.

Setarea documentelor Ucrainei (KND și R)

Stat. Clasificatori ai Ucrainei (DK)

Standarde și specificații industriale ale fostei URSS, aprobate înainte de 01/01/92 cu perioade de valabilitate extinse.

Standardele industriale ale Ucrainei înregistrate în UkrNDISSI

Specificații înregistrate de organele teritoriale de standardizare ale Ucrainei.

Termenii de bază ai metrologiei sunt stabiliți de standardele de stat.

1. Concept de bază de metrologie - măsurare. Conform GOST 16263-70, măsurarea înseamnă găsirea empiric a valorii unei mărimi fizice (PV) folosind mijloace tehnice speciale.

Rezultatul măsurării este primirea valorii cantității în timpul procesului de măsurare.

Cu ajutorul măsurătorilor se obțin informații despre starea producției, procesele economice și sociale. De exemplu, măsurătorile sunt principala sursă de informații despre conformitatea produselor și serviciilor cu cerințele documentelor de reglementare în timpul certificării.

2. Instrument de măsurare(SI) - un instrument tehnic special care stochează o unitate de cantitate pentru compararea mărimii măsurate cu unitatea sa.

3. Măsoară- acesta este un instrument de măsurare conceput pentru a reproduce o mărime fizică de o dimensiune dată: greutăți, blocuri de calibre.

Pentru a evalua calitatea măsurătorilor se folosesc următoarele proprietăți ale măsurătorilor: corectitudinea, convergența, reproductibilitatea și acuratețea.

- Corectitudinea- o proprietate a măsurătorilor atunci când rezultatele lor nu sunt distorsionate de erori sistematice.

- Convergenţă- o proprietate a măsurătorilor, care reflectă apropierea între ele a rezultatelor măsurătorilor efectuate în aceleași condiții, de același MI, de același operator.

- Reproductibilitate- o proprietate a măsurătorilor, care reflectă apropierea între ele a rezultatelor măsurătorilor aceleiași mărimi, efectuate în condiții diferite - la momente diferite, în locuri diferite, prin metode și instrumente de măsură diferite.

De exemplu, aceeași rezistență poate fi măsurată direct cu un ohmmetru sau cu un ampermetru și un voltmetru folosind legea lui Ohm. Dar, desigur, în ambele cazuri rezultatele ar trebui să fie aceleași.

- Precizie- proprietatea măsurătorilor, care reflectă apropierea rezultatelor acestora de valoarea reală a mărimii măsurate.

Aceasta este proprietatea principală a măsurătorilor, deoarece cel mai utilizat în practicarea intenţiilor.

Precizia de măsurare a SI este determinată de eroarea lor. Precizia mare de măsurare corespunde unor erori mici.

4. Eroare- aceasta este diferența dintre citirile SI (rezultatul măsurării) Xmeas și valoarea reală (reală) a mărimii fizice măsurate Xd.

Sarcina metrologiei este de a asigura uniformitatea măsurătorilor. Prin urmare, pentru a generaliza toți termenii de mai sus, se folosește conceptul unitatea de măsură- starea măsurătorilor, în care rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale, iar erorile sunt cunoscute cu o probabilitate dată și nu depășesc limitele stabilite.

Măsurile pentru asigurarea efectivă a uniformității măsurătorilor în majoritatea țărilor lumii sunt stabilite prin legi și sunt incluse în funcțiile metrologiei legale. În 1993, a fost adoptată Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”.

Anterior, normele legale erau stabilite prin decrete guvernamentale.

Față de prevederile acestor ordonanțe, Legea a stabilit următoarele inovații:

În terminologie - conceptele și termenii învechiți sunt înlocuite;

În acordarea licenței activităților metrologice în țară - dreptul de a elibera licență se acordă exclusiv organelor Serviciului Metrologic de Stat;

A fost introdusă o verificare unificată a instrumentelor de măsură;

A fost stabilită o separare clară a funcțiilor de control metrologic de stat și de supraveghere metrologică de stat.

O inovație este și extinderea domeniului de aplicare a supravegherii metrologice de stat la operațiuni bancare, poștale, fiscale, vamale, precum și la certificarea obligatorie a produselor și serviciilor;

Reguli de calibrare revizuite;

A fost introdusă certificarea voluntară a instrumentelor de măsură etc.

Condiții pentru adoptarea legii:

Tranziția țării la o economie de piață;

Ca urmare - reorganizarea serviciilor metrologice de stat;

Aceasta a condus la încălcarea sistemului centralizat de gestionare a activităților metrologice și a serviciilor departamentale;

Au existat probleme în desfășurarea supravegherii și controlului metrologic de stat în legătură cu apariția diferitelor forme de proprietate;

Astfel, problema revizuirii fundamentelor juridice, organizatorice, economice ale metrologiei a devenit foarte relevantă.

Scopurile Legii sunt următoarele:

Protecția cetățenilor și a economiei Federației Ruse de consecințele negative ale rezultatelor nesigure ale măsurătorilor;

Promovarea progresului prin utilizarea standardelor de stat de unități de mărime și utilizarea rezultatelor măsurătorilor de precizie garantată;

Crearea condiţiilor favorabile dezvoltării relaţiilor internaţionale;

Reglementarea relațiilor dintre autoritățile de stat ale Federației Ruse cu persoane juridice și persoane fizice cu privire la aspectele legate de fabricarea, producția, operarea, repararea, vânzarea și importul instrumentelor de măsură.

În consecință, principalele domenii de aplicare a Legii sunt comerțul, sănătatea, protecția mediului și activitatea economică externă.

Sarcina de a asigura uniformitatea măsurătorilor este atribuită Serviciului Metrologic de Stat. Legea stabilește natura intersectorială și subordonată a activităților sale.

Caracterul intersectorial al activității înseamnă statutul juridic al Serviciului Metrologic de Stat, similar altor organe de control și supraveghere ale administrației de stat (Gosatomnadzor, Gosenergonadzor etc.).

Natura subordonată a activităților sale înseamnă subordonare verticală față de un departament - Standardul de stat al Rusiei, în cadrul căruia există separat și autonom.

În conformitate cu Legea adoptată, Guvernul Federației Ruse a aprobat în 1994 o serie de documente:

- „Regulamente privind Centrele Științifice și Metrologice de Stat”,

- „Procedura de aprobare a reglementărilor privind serviciile metrologice ale autorităților executive federale și ale persoanelor juridice”,

- „Procedura de acreditare a serviciilor metrologice ale persoanelor juridice pentru dreptul de verificare a instrumentelor de măsurare”,

Aceste documente, împreună cu Legea specificată, sunt principalele acte juridice privind metrologia în Rusia.

Metrologie

Metrologie(din greacă μέτρον - măsură, + alt grecesc λόγος - gândire, rațiune) - Subiectul metrologiei este extragerea de informații cantitative despre proprietățile obiectelor cu o acuratețe și fiabilitate dată; cadrul de reglementare pentru aceasta este standardele metrologice.

Metrologia constă din trei secțiuni principale:

• teoretic sau fundamentale - are în vedere probleme teoretice generale (dezvoltarea teoriei și problemele de măsurare a mărimilor fizice, unitățile acestora, metodele de măsurare).
• Aplicat- studiază problemele aplicării practice a dezvoltărilor metrologiei teoretice. Ea se ocupă de toate problemele de sprijin metrologic.
• Legislativ- stabilește cerințe tehnice și legale obligatorii pentru utilizarea unităților de mărime fizică, metode și instrumente de măsură.

Metrolog

Scopurile și obiectivele metrologiei

• crearea unei teorii generale a măsurătorilor;
• formarea unităților de mărimi fizice și a sistemelor de unități;
• dezvoltarea și standardizarea metodelor și instrumentelor de măsură, metodelor de determinare a acurateței măsurătorilor, bazele pentru asigurarea uniformității măsurătorilor și a uniformității instrumentelor de măsură (așa-numita „metrologie legală”);
• crearea de standarde si instrumente de masura exemplare, verificarea masurilor si a instrumentelor de masura. Subsarcina prioritară a acestei direcții este dezvoltarea unui sistem de standarde bazat pe constante fizice.

Metrologia studiază și dezvoltarea sistemului de măsuri, unități monetare și conturi într-o perspectivă istorică.

Axiome ale metrologiei

1. Orice măsurătoare este o comparație.
2. Orice măsurătoare fără informații a priori este imposibilă.
3. Rezultatul oricărei măsurători fără rotunjirea valorii este o valoare aleatorie.

Termeni și definiții ale metrologiei

• Unitatea de măsură- starea măsurătorilor, caracterizată prin faptul că rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale ale căror dimensiuni, în limitele stabilite, sunt egale cu mărimile unităților reproduse prin standarde primare, iar erorile rezultatelor măsurătorilor sunt cunoscute şi să nu depăşească limitele stabilite cu o probabilitate dată.
• Cantitate fizica- una dintre proprietățile unui obiect fizic, care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele.
• Măsurare- un ansamblu de operații de utilizare a unui mijloc tehnic care stochează o unitate a unei mărimi fizice, furnizând un raport dintre mărimea măsurată cu unitatea sa și obținând valoarea acestei mărimi.
• instrument de masurare- un instrument tehnic destinat măsurătorilor și având caracteristici metrologice normalizate care reproduce și (sau) stochează o unitate de cantitate, a cărei mărime se presupune a fi neschimbată în cadrul erorii stabilite pentru un interval de timp cunoscut.
• Verificare- un set de operatii efectuate in scopul confirmarii conformitatii instrumentelor de masura cu cerintele metrologice.
• Eroare de măsurare- abaterea rezultatului măsurării de la valoarea reală a mărimii măsurate.
• Eroare de instrument- diferenţa dintre indicaţia instrumentului de măsură şi valoarea reală a mărimii fizice măsurate.
• Precizia instrumentului- caracteristica de calitate a instrumentului de măsurare, reflectând apropierea erorii acestuia de zero.
• Licență- este o autorizație eliberată organelor serviciului metrologic de stat din teritoriul care îi este atribuit unei persoane fizice sau juridice pentru a desfășura activități de producție și reparare a instrumentelor de măsură.
• Unitate de măsură standard- un instrument tehnic conceput pentru a transmite, stoca și reproduce o unitate de mărime.

Istoria metrologiei

Metrologia datează din cele mai vechi timpuri și este chiar menționată în Biblie. Formele timpurii de metrologie au constat în stabilirea de către autoritățile locale a standarde simple, arbitrare, adesea bazate pe măsurători simple și practice, cum ar fi lungimea brațului. Cele mai vechi standarde au fost introduse pentru cantități precum lungimea, greutatea și timpul pentru a facilita tranzacțiile comerciale și pentru a înregistra activitățile umane.

Metrologia a căpătat un nou sens în epoca revoluției industriale, a devenit absolut necesară producției de masă.

Etape importante din punct de vedere istoric în dezvoltarea metrologiei:

• Secolul al XVIII-lea - stabilirea etalonului contorului (etalonul este depozitat în Franța, în Muzeul Greutăților și Măsurilor; în prezent este mai mult o expoziție istorică decât un instrument științific);
• 1832 - crearea sistemelor absolute de unități de către Carl Gauss;
• 1875 - semnarea Convenției internaționale de metrică;
• 1960 - dezvoltarea și înființarea Sistemului Internațional de Unități (SI);
• Secolul XX - studiile metrologice ale țărilor individuale sunt coordonate de organizațiile metrologice internaționale.

Repere ale istoriei naționale a metrologiei:

• aderarea la Convenția metrului;
• 1893 - crearea Camerei Principale de Măsuri și Greutăți de către D. I. Mendeleev (nume modern: „Institutul de Cercetări de Metrologie numit după Mendeleev”);

Ziua Mondială a Metrologiei este sărbătorită anual pe 20 mai. Sărbătoarea a fost stabilită de Comitetul Internațional pentru Greutăți și Măsuri (CIPM) în octombrie 1999, la cea de-a 88-a reuniune a CIPM.

Formarea și diferențele de metrologie în URSS (Rusia) și în străinătate

Dezvoltarea rapidă a științei, ingineriei și tehnologiei în secolul al XX-lea a necesitat dezvoltarea metrologiei ca știință. În URSS, metrologia s-a dezvoltat ca disciplină de stat, pe măsură ce nevoia de a îmbunătăți acuratețea și reproductibilitatea măsurătorilor a crescut odată cu industrializarea și creșterea complexului militar-industrial. Metrologia străină a pornit și de la cerințele practicii, dar aceste cerințe au venit în principal de la firme private. O consecință indirectă a acestei abordări a fost reglementarea de stat a diferitelor concepte legate de metrologie, adică standardizarea a tot ceea ce trebuie standardizat. În străinătate, această sarcină a fost asumată de organizații neguvernamentale, precum ASTM.

Datorită acestei diferențe de metrologie a URSS și a republicilor post-sovietice, standardele (standardele) de stat sunt recunoscute ca dominante, spre deosebire de mediul competitiv occidental, în care o companie privată nu poate folosi un standard sau un dispozitiv inacceptabil și să fie de acord cu partenerii săi pe o altă opțiune de certificare a reproductibilității măsurătorilor.

Zone separate de metrologie

• Metrologia aviației
• Metrologie chimică
• Metrologie medicală
• Biometrie

Știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de a obține acuratețea necesară.

MĂSURARE

UNITATEA MĂSURILOR

1. Mărimi fizice

CANTITATE FIZICĂ (PV)

VALOARE REAL EF

PARAMETRI FIZIC

Influentarea fv

TIJA FV

Certitudine calitativă FV.

Lungimea și diametrul piesei-

UNITATEA FV

FV SISTEM DE UNITĂȚI

UNITATE DERIVATA

Unitatea de măsură a vitezei- metru/secundă.

EXTERIOR UNITATE PV

permis în mod egal;.

permis temporar;

scos din uz.

De exemplu:

- - unități de timp;

în optică- dioptrie- - hectar- - unitate de energie etc.;

- revoluție pe secundă; bar- unitate de presiune (1 bar = 100 000 Pa);

centr, etc.

UNITATE FV MULTIPLA

DOLNY PV

De exemplu, 1µs= 0,000 001 s.

Termeni de bază și definiții metrologie

Știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de a obține acuratețea necesară.

MĂSURARE

Aflarea valorii mărimii fizice măsurate empiric folosind mijloace tehnice speciale.

UNITATEA MĂSURILOR

Caracteristică a calității măsurătorilor, care constă în faptul că rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale, iar erorile rezultatelor măsurătorilor sunt cunoscute cu o probabilitate dată și nu depășesc limitele stabilite.

ACURATEA REZULTATULUI MĂSURĂRII

Caracteristică a calității măsurării, reflectând apropierea de zero a erorii rezultatului acesteia.

1. Mărimi fizice

CANTITATE FIZICĂ (PV)

O caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), care este comună calitativ multor obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect.

ADEVAATA VALOARE A UNEI CANTITATI FIZICE

Valoarea unei mărimi fizice care reflectă în mod ideal mărimea fizică corespunzătoare calitativ și cantitativ.

Acest concept este comparabil cu conceptul de adevăr absolut în filozofie.

VALOARE REAL EF

Valoarea PV găsită experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât o poate înlocui pentru sarcina de măsurare dată.

La verificarea instrumentelor de măsurare, de exemplu, valoarea reală este valoarea unei măsuri exemplificative sau indicarea unui instrument de măsurare exemplificativ.

PARAMETRI FIZIC

PV, considerată la măsurarea acestui PV ca o caracteristică auxiliară.

De exemplu, frecvența la măsurarea tensiunii AC.

Influentarea fv

PV, a cărui măsurare nu este prevăzută de acest instrument de măsurare, dar care afectează rezultatele măsurării.

TIJA FV

Certitudine calitativă FV.

Lungimea și diametrul piesei- valori omogene; lungimea si masa piesei sunt marimi neuniforme.

UNITATEA FV

PV de dimensiune fixă, căruia i se atribuie condiționat o valoare numerică egală cu unu și este utilizată pentru cuantificarea PV omogenă.

Trebuie să existe atâtea unități câte PV există.

Există unități de bază, derivate, multiple, submultiple, sistemice și nesistemice.

FV SISTEM DE UNITĂȚI

Setul de unități de bază și derivate ale mărimilor fizice.

UNITATEA DE BAZĂ A SISTEMULUI DE UNITĂȚI

Unitatea PV principală din sistemul dat de unități.

Unități de bază ale Sistemului Internațional de Unități SI: metru, kilogram, secundă, amper, kelvin, mol, candela.

SISTEM DE UNITĂȚI SUPLIMENTARE DE UNITĂȚI

Nu există o definiție strictă. În sistemul SI, acestea sunt unități de unghiuri plate - radian - și solide - steradian.

UNITATE DERIVATA

O unitate a unei derivate a unui PV a unui sistem de unități, formată în conformitate cu o ecuație care o raportează la unitățile de bază sau la unitățile de bază și derivate deja definite.

Unitatea de măsură a vitezei- metru/secundă.

EXTERIOR UNITATE PV

Unitatea fotovoltaică nu este inclusă în niciunul dintre sistemele de unități acceptate.

Unitățile nesistemice în raport cu sistemul SI sunt împărțite în patru tipuri:

permis în mod egal;.

permis pentru utilizare în zone speciale;

permis temporar;

scos din uz.

De exemplu:

tonă: grad, minut, secundă- unități unghiulare; litru; minut, oră, zi, săptămână, lună, an, secol- unități de timp;

în optică- dioptrie- unitate de măsură a puterii optice; in agricultura- hectar- unitate de zonă; în fizică electron volt- unitate de energie etc.;

în navigație maritimă, milă nautică, nod; în alte zone- revoluție pe secundă; bar- unitate de presiune (1 bar = 100 000 Pa);

kilogram-forță pe centimetru pătrat; milimetru de mercur; Cai putere;

centr, etc.

UNITATE FV MULTIPLA

Unitatea PV este un număr întreg de ori mai mare decât unitatea de sistem sau non-sistem.

De exemplu, unitatea de frecvență este 1 MHz = 1.000.000 Hz

DOLNY PV

Unitatea PV este de un număr întreg de ori mai mică decât unitatea de sistem sau non-sistem.

De exemplu, 1µs= 0,000 001 s.

Termeni și definiții de bază pentru metrologie

Metrologie- știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de atingere a preciziei cerute.

Măsurare directă- o masurare in care se obtine direct valoarea dorita a unei marimi fizice.

Măsurare indirectă– determinarea valorii dorite a unei marimi fizice pe baza rezultatelor masuratorilor directe ale altor marimi fizice legate functional de valoarea dorita.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice- valoarea unei marimi fizice, care caracterizeaza in mod ideal marimea fizica corespunzatoare calitativ si cantitativ.

Valoarea reală a unei mărimi fizice- valoarea unei marimi fizice obtinuta experimental si atat de apropiata de valoarea adevarata incat poate fi folosita in locul acesteia in problema de masurare a setului.

Mărimea fizică măsurată– mărimea fizică care trebuie măsurată în conformitate cu scopul principal al sarcinii de măsurare.

Influențarea mărimii fizice– o mărime fizică care afectează mărimea mărimii măsurate și (sau) rezultatul măsurării.

Interval normal al mărimii de influență- intervalul de valori ale mărimii de influență, în care modificarea rezultatului măsurării sub influența sa poate fi neglijată în conformitate cu standardele de precizie stabilite.

Interval de lucru al valorilor cantității de influență- intervalul de valori ale mărimii de influență, în care se normalizează eroarea suplimentară sau modificarea citirilor instrumentului de măsurare.

semnal de măsurare– un semnal care conține informații cantitative despre mărimea fizică măsurată.

Valoarea diviziunii la scară este diferența dintre valorile corespunzătoare la două semne de scară adiacente.

Interval de indicare a instrumentului de măsurare– gama de valori ale scalei instrumentului, limitată de valorile inițiale și finale ale scalei.

Interval de măsurare- intervalul de valori ale mărimii, în care limitele de eroare admise ale instrumentului de măsurare sunt normalizate.

Variația contorului- diferența dintre citirile instrumentului în același punct al intervalului de măsurare cu o abordare lină a acestui punct din partea valorilor mai mici și mai mari ale mărimii măsurate.

Factorul de conversie al transmițătorului- raportul dintre semnalul de la ieșirea traductorului de măsurare, care afișează valoarea măsurată, și semnalul care îl provoacă la intrarea traductorului.

Sensibilitatea instrumentului de măsură- proprietatea unui instrument de măsurare, determinată de raportul dintre modificarea semnalului de ieșire al acestui instrument și modificarea valorii măsurate care o determină

Eroarea absolută a instrumentului de măsură- diferenţa dintre indicaţia instrumentului de măsură şi valoarea adevărată (reala) a mărimii măsurate, exprimată în unităţi ale mărimii fizice măsurate.

Eroarea relativă a instrumentului de măsură- eroarea instrumentului de măsurare, exprimată ca raport dintre eroarea absolută a instrumentului de măsurare și rezultatul măsurării sau valoarea reală a mărimii fizice măsurate.

Eroarea redusă a instrumentului de măsură- eroare relativă, exprimată ca raport dintre eroarea absolută a instrumentului de măsurare și valoarea acceptată condiționat a mărimii (sau a valorii de normalizare), constantă pe întregul interval de măsurare sau pe o parte a intervalului. Adesea, intervalul de indicații sau limita superioară a măsurătorilor este luată ca valoare de normalizare. Eroarea dată este de obicei exprimată ca procent.

Eroarea sistematică a instrumentului de măsură- componentă a erorii instrumentului de măsură, luată ca o constantă sau în schimbare regulată.

Eroare aleatorie a instrumentului de măsurare- componentă a erorii instrumentului de măsură, care variază aleatoriu.

Eroarea de bază a instrumentului de măsură este eroarea instrumentului de măsură utilizat în condiții normale.

Eroare suplimentară a instrumentului de măsură- componentă a erorii instrumentului de măsurare, care apare în plus față de eroarea principală din cauza abaterii oricăreia dintre mărimile care influențează de la valoarea sa normală sau din cauza depășirii intervalului normal de valori.

Limita erorii admisibile a instrumentului de măsurare- cea mai mare valoare a erorii instrumentelor de măsurare, stabilită prin documentul de reglementare pentru acest tip de instrumente de măsurare, la care este încă recunoscută ca aptă de utilizare.

Clasa de precizie a instrumentului de măsurare- o caracteristică generalizată a acestui tip de instrumente de măsurare, de regulă, care reflectă nivelul de precizie a acestora, exprimat prin limitele erorilor de bază și suplimentare admisibile, precum și alte caracteristici care afectează precizia.

Eroare de măsurare- abaterea rezultatului măsurării de la valoarea adevărată (reala) a mărimii măsurate.

Miss (eroare brută de măsurare)- eroarea rezultatului unei măsurători individuale inclusă într-o serie de măsurători, care pentru aceste condiții diferă brusc de restul rezultatelor acestei serii.

Eroarea metodei de măsurare este componenta erorii sistematice de măsurare, din cauza imperfecțiunii metodei de măsurare acceptate.

Amendament este valoarea mărimii introdusă în rezultatul măsurării necorectate pentru a elimina componentele erorii sistematice. Semnul corecției este opus semnului erorii. Corecția introdusă în citirea instrumentului de măsurat se numește corecție la citirea instrumentului.

Termeni de bază și definiții metrologie

Știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de a obține acuratețea necesară.

MĂSURARE

Aflarea valorii mărimii fizice măsurate empiric folosind mijloace tehnice speciale.

UNITATEA MĂSURILOR

Caracteristică a calității măsurătorilor, care constă în faptul că rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale, iar erorile rezultatelor măsurătorilor sunt cunoscute cu o probabilitate dată și nu depășesc limitele stabilite.

ACURATEA REZULTATULUI MĂSURĂRII

Caracteristică a calității măsurării, reflectând apropierea de zero a erorii rezultatului acesteia.

1. Mărimi fizice

CANTITATE FIZICĂ (PV)

O caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), care este comună calitativ multor obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect.

ADEVAATA VALOARE A UNEI CANTITATI FIZICE

Valoarea unei mărimi fizice care reflectă în mod ideal mărimea fizică corespunzătoare calitativ și cantitativ.

Acest concept este comparabil cu conceptul de adevăr absolut în filozofie.

VALOARE REAL EF

Valoarea PV găsită experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât o poate înlocui pentru sarcina de măsurare dată.

La verificarea instrumentelor de măsurare, de exemplu, valoarea reală este valoarea unei măsuri exemplificative sau indicarea unui instrument de măsurare exemplificativ.

PARAMETRI FIZIC

PV, considerată la măsurarea acestui PV ca o caracteristică auxiliară.

De exemplu, frecvența la măsurarea tensiunii AC.

Influentarea fv

PV, a cărui măsurare nu este prevăzută de acest instrument de măsurare, dar care afectează rezultatele măsurării.

TIJA FV

Certitudine calitativă FV.

Lungimea și diametrul piesei- valori omogene; lungimea si masa piesei sunt marimi neuniforme.

UNITATEA FV

PV de dimensiune fixă, căruia i se atribuie condiționat o valoare numerică egală cu unu și este utilizată pentru cuantificarea PV omogenă.

Trebuie să existe atâtea unități câte PV există.

Există unități de bază, derivate, multiple, submultiple, sistemice și nesistemice.

FV SISTEM DE UNITĂȚI

Setul de unități de bază și derivate ale mărimilor fizice.

UNITATEA DE BAZĂ A SISTEMULUI DE UNITĂȚI

Unitatea PV principală din sistemul dat de unități.

Unități de bază ale Sistemului Internațional de Unități SI: metru, kilogram, secundă, amper, kelvin, mol, candela.

SISTEM DE UNITĂȚI SUPLIMENTARE DE UNITĂȚI

Nu există o definiție strictă. În sistemul SI, acestea sunt unități de unghiuri plate - radian - și solide - steradian.

UNITATE DERIVATA

O unitate a unei derivate a unui PV a unui sistem de unități, formată în conformitate cu o ecuație care o raportează la unitățile de bază sau la unitățile de bază și derivate deja definite.

Unitatea de măsură a vitezei- metru/secundă.

EXTERIOR UNITATE PV

Unitatea fotovoltaică nu este inclusă în niciunul dintre sistemele de unități acceptate.

Unitățile nesistemice în raport cu sistemul SI sunt împărțite în patru tipuri:

permis în mod egal;.

permis pentru utilizare în zone speciale;

permis temporar;

scos din uz.

De exemplu:

tonă: grad, minut, secundă- unități unghiulare; litru; minut, oră, zi, săptămână, lună, an, secol- unități de timp;

în optică- dioptrie- unitate de măsură a puterii optice; in agricultura- hectar- unitate de zonă; în fizică electron volt- unitate de energie etc.;

în navigație maritimă, milă nautică, nod; în alte zone- revoluție pe secundă; bar- unitate de presiune (1 bar = 100 000 Pa);

kilogram-forță pe centimetru pătrat; milimetru de mercur; Cai putere;

centr, etc.

UNITATE FV MULTIPLA

Unitatea PV este un număr întreg de ori mai mare decât unitatea de sistem sau non-sistem.

De exemplu, unitatea de frecvență este 1 MHz = 1.000.000 Hz

DOLNY PV

Unitatea PV este de un număr întreg de ori mai mică decât unitatea de sistem sau non-sistem.

De exemplu, 1µs= 0,000 001 s.

Metrologie Termeni și definiții de bază

UDC 389.6(038):006.354 Grupa Т80

SISTEM DE STAT PENTRU ASIGURAREA UNIFORMITĂȚILOR MĂSURĂTORILOR

Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor.

metrologie. Termeni și definiții de bază

ISS 01.040.17

Data introducerii 2001-01-01

cuvânt înainte

1 DEZVOLTAT de Institutul de Cercetare a Rusiei de Metrologie. D.I. Mendeleev State Standard al Rusiei

INTRODUS de Secretariatul Tehnic al Consiliului Interstatal pentru Standardizare, Metrologie și Certificare

2 ADOPTAT de Consiliul Interstatal de Standardizare, Metrologie si Certificare (Proces-verbal nr. 15 din 26-28 mai 1999)

Numele statului	Denumirea organismului național de standardizare
Republica Azerbaidjan	Azgosstandart
Republica Armenia	Standardul statului armat
Republica Belarus	Standardul de stat al Belarusului
	Gruzstandard
Republica Kazahstan	Standard de stat al Republicii Kazahstan
Republica Moldova	Moldovastandard
Federația Rusă	Gosstandart al Rusiei
Republica Tadjikistan	Standard de stat tadjik
Turkmenistan	Inspectoratul principal de stat al Turkmenistanului
Republica Uzbekistan	Uzgosstandart
	Standardul de stat al Ucrainei

3 Prin Decretul Comitetului de Stat al Federației Ruse pentru Standardizare și Metrologie din 17 mai 2000 Nr. 139-st, Recomandările interstatale RMG 29-99 au fost puse în aplicare direct ca Recomandări pentru Metrologia Federației Ruse de la 1 ianuarie, 2001.

4 ÎN LOC DE GOST 16263-70

5 REVIZUIRE. septembrie 2003

A fost introdus amendamentul nr. 1 adoptat de Consiliul Interstatal pentru Standardizare, Metrologie și Certificare (proces-verbal nr. 24 din 05.12.2003) (IUS nr. 1, 2005)

Introducere

Termenii stabiliți prin aceste recomandări sunt aranjați într-o ordine sistematică, reflectând sistemul actual de concepte de bază ale metrologiei. Termenii sunt dați în secțiunile 2-13. În fiecare secțiune este dată o numerotare continuă a termenilor.

Pentru fiecare concept se stabileste un termen care are numarul unui articol terminologic. Un număr semnificativ de termeni sunt însoțiți de formele lor scurte și (sau) abrevieri, care ar trebui utilizate în cazurile care exclud posibilitatea interpretărilor lor diferite.

Termenii care au numărul unei intrări terminologice sunt cu caractere aldine, formele lor scurte și abrevierile sunt în lumină. Termenii utilizați în note sunt cu caractere cursive.

În indexul alfabetic al termenilor în limba rusă, acești termeni sunt enumerați în ordine alfabetică cu numărul intrării terminologice (de exemplu, „valoarea 3,1”). În același timp, pentru termenii dați în note, litera „p” este indicată după numărul articolului (de exemplu, unități legalizate 4.1 p).

Pentru mulți termeni stabiliți, sunt date echivalente în limbi străine în germană (de), engleză (en) și franceză (fr). Ele sunt, de asemenea, listate în indexurile alfabetice ale echivalentelor germane, engleze și franceze.

Cuvântul „aplicat” din termenul 2.4, dat între paranteze, precum și cuvintele unui număr de echivalente în limbi străine ale termenilor, dați între paranteze, pot fi omise dacă este necesar.

Pentru conceptul de „unitate suplimentară” definiția nu este dată, deoarece termenul își dezvăluie pe deplin conținutul.

Sarcini de metrologie. Metrologie- aceasta este știința măsurătorilor, a metodelor și a mijloacelor de asigurare a unității lor și a modalităților de a obține o anumită acuratețe

măsurătoriîn societatea modernă joaca un rol important. Ele servesc nu numai baza de cunoștințe științifice și tehnice, dar sunt de o importanță capitală pentru contabilizarea resurselor materialeși planificare, pentru internși Comert extern, pentru asigurarea calității produse, interschimbabilitatea componente şi piese şi îmbunătățirea tehnologiei, pentru Securitate munca si alte tipuri de activitate umana.

Metrologia are o mare importanţă pentru progresul ştiinţelor naturale şi tehnice, deoarece precizie îmbunătățită a măsurătorilor- unul dintre mijloace de ameliorare moduri cunoasterea naturii om, descoperiri și aplicare practică a cunoștințelor exacte.

Pentru a asigura progresul științific și tehnologic, metrologia ar trebui să fie înaintea altor domenii ale științei și tehnologiei în dezvoltarea sa, deoarece pentru fiecare dintre ele măsurătorile precise sunt una dintre principalele modalități de a le îmbunătăți.

Principal sarcini metrologia în conformitate cu recomandările pentru standardizarea internațională (RMG 29-99) sunt:

- setarea unitatilor mărimi fizice (PV), standarde de stat și instrumente de măsură exemplare (SI).

- dezvoltarea teoriei, metode si mijloace de masurare si control;

- unitate măsurători;

- dezvoltarea metodelor de evaluare erori, starea instrumentelor de măsură și control;

- dezvoltarea metodelor de transmitere unități de la standarde sau instrumente de măsură exemplare până la instrumente de măsurare de lucru.

O scurtă istorie a dezvoltării metrologiei. Nevoia de măsurători a apărut cu mult timp în urmă, în zorii civilizației în jurul anului 6000 î.Hr

Primele documente din Mesopotamia și Egipt indică faptul că sistemul de măsurare a lungimii se baza pe picior, egal cu 300 mm (în timpul construcției piramidelor). La Roma, un picior avea 297,1734 mm; în Anglia - 304, 799978 mm.

Babilonienii antici au stabilit an, lună, ora. Ulterior, 1/86400 din revoluția medie a Pământului în jurul axei sale ( zile) a fost numit al doilea.

În Babilon în secolul II î.Hr. timpul a fost măsurat în minele. Mina era egală cu o perioadă de timp (aproximativ egală cu două ore astronomice). Apoi mina s-a micșorat și ne-a devenit familiară minut.

Multe măsuri au fost de origine antropometrică. Deci, în Rusia Kievană, a fost folosit în viața de zi cu zi vershok, cot, bland.

Cel mai important document metrologic din Rusia este Carta Dvina a lui Ivan cel Groaznic (1550). Acesta reglementează regulile pentru depozitarea și transferul mărimii unei noi măsuri de solide în vrac - caracatite(104,95 l).

Reforma metrologică a lui Petru I în Rusia a permis utilizarea măsurilor engleze, care au fost deosebit de răspândite în marina și construcțiile navale: inci(2,54 cm) și picioarele(12 inch).

În 1736, prin hotărâre a Senatului, s-a format Comisia de Greutăți și Măsuri.

Ideea de a construi un sistem măsurători pe bază zecimală aparține astronomului francez G. Moutonou care a trăit în secolul al XVII-lea.

Mai târziu s-a propus să se ia o patruzeci de milioane de parte din meridianul pământului ca unitate de lungime. Bazat pe o singură unitate - metri- a fost construit tot sistemul, numit metric.

În Rusia, în 1835, Decretul „Cu privire la sistemul de măsuri și greutăți rusești” a aprobat standardele de lungime și masă - bânză de platinăși liră de platină.

În 1875, 17 state, inclusiv Rusia, au adoptat conventie metrologica „pentru a asigura unitatea și îmbunătățirea sistemului metric” și s-a decis înființarea Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri ( BIPM), care se află în orașul Sèvres (Franța).

În același an, Rusia a primit platină-iridiu standarde de masă #12 și #26 și standarde de unitate de lungime #11 și #28.

În 1892, D.I. a fost numit director al Depoului. Mendeleev, pe care în 1893 o transformă în Camera Principală a Greutăților și Măsurilor - unul dintre primii din lume institutii de cercetare tip metrologic.

Măreția lui Mendeleev ca metrolog s-a manifestat prin faptul că el a fost primul care a realizat pe deplin relația directă dintre starea metrologiei și nivelul de dezvoltare a științei și industriei. " Începe Știința ... de când au început să măsoare... Știința exactă este de neconceput fără măsură ", - a spus celebrul om de știință rus.

Sistemul metric în Rusia a fost introdus în 1918 printr-un decret al Consiliului Comisarilor Poporului „Cu privire la introducerea sistemului metric internațional de măsuri și greutăți”.

LA 1956 cel interguvernamental stabilirea convenţiei Organizația Internațională de Metrologie Legală ( OIML), care dezvoltă probleme generale de metrologie legală (clase de precizie, SI, terminologie de metrologie legală, certificare SI).

Creat în 1954 d. Comitetul pentru Standarde de Măsuri și Instrumente de Măsurare din cadrul Consiliului de Miniștri al URSS, după transformări, devine Comitetul Federației Ruse pentru Standardizare - Gosstandart al Rusiei .

În legătură cu adoptarea Legii federale „Cu privire la reglementarea tehnică” în 2002 și reorganizarea autorităților executive în 2004 Gosstandart a devenit Agenția Federală pentru Reglementare Tehnicăși metrologie(abreviat în prezent Rosstandart).

Dezvoltarea științelor naturii a condus la apariția a tot mai multe instrumente de măsură noi, iar acestea, la rândul lor, au stimulat dezvoltarea științelor, devenind un instrument de cercetare din ce în ce mai puternic.

Metrologie modernă - aceasta nu este doar știința măsurătorilor, ci și activitatea corespunzătoare, care implică studiul mărimilor fizice (PV), reproducerea și transmiterea acestora, utilizarea standardelor, principiile de bază pentru crearea mijloacelor și metodelor de măsurare, evaluarea a erorilor acestora, controlul și supravegherea metrologică.

Metrologia se bazează pe două postulate de bază (Ași b):

A) valoarea adevărată a mărimii determinate există și este în mod constant ;

b) valoarea adevărată a mărimii măsurate imposibil de găsit .

Rezultă că rezultatul măsurării este legat de mărimea măsurată dependență matematică (dependență probabilistică).

valoare adevarata FV numită valoarea PV, care caracterizează în mod ideal în mod calitativ și cantitativ mărimea fizică (PV) corespunzătoare.

Valoarea PV reală - Valoarea PV obținută experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în locul acesteia în sarcina de măsurare dată.

Pentru valoarea reală a cantității puteți specifica oricând limitele unei zone mai mult sau mai puțin înguste, în interiorul căreia este situată adevărata valoare a PV cu o probabilitate dată.

Manifestări cantitative și calitative ale lumii materiale

Orice obiect al lumii din jurul nostru se caracterizează prin proprietățile sale specifice.

În esență, o proprietate este o categorie calitate . Aceeași proprietate poate fi găsit în multe obiecte sau fi doar pentru unii dintre ei . De exemplu, toate corpurile materiale au masă, temperatură sau densitate, dar numai unele dintre ele au o structură cristalină.

Prin urmare, fiecare dintre proprietățile obiectelor fizice, în primul rând, trebuie descoperit , apoi descris și clasificat, iar abia după aceea se poate trece la studiul său cantitativ.

Valoare- caracteristici cantitative ale dimensiunilor fenomenelor, semne, indicatori ai corelației acestora, gradul de schimbare, relația.

Valoarea nu există de la sine, ci există doar în măsura în care există un obiect cu proprietăți exprimate prin această valoare.

Diverse cantități pot fi împărțite în cantități ideale și reale.

Valoare ideală - este o generalizare (model) subiectiv concepte reale specifice şi aparţin în principal domeniului matematicii. Ele sunt calculate în diferite moduri.

Valori reale reflectă proprietățile cantitative reale ale proceselor și corpurilor fizice. Ele sunt la rândul lor împărțite în fizic și non-fizică cantități.

Cantitate fizica (PV) poate fi definită ca o valoare inerentă unele obiecte materiale(procese, fenomene, materiale) studiate în științe naturale (fizică, chimie) și diverse tehnice.

La non-fizică se referă la valori inerente Stiinte Sociale - filozofie, cultură, economie etc.

Pentru non-fizică unitate de măsură nu poate fi introdus în principiu. Ele pot fi evaluate folosind evaluări ale experților, un sistem de notare, un set de teste etc. non-fizică valori, în evaluarea cărora influența factorului subiectiv este inevitabilă, precum și valorile ideale, nu se aplica la domeniul metrologiei.

Mărimi fizice

Cantitate fizica - una dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), general în calitate respect pentru multe obiecte fizice, dar cantitativ individual pentru fiecare dintre ei.

Energie (activ) PV - mărimi care nu necesită aplicarea energiei din exterior pentru a măsura. De exemplu, presiunea, tensiunea electrică, forța.

Real (pasiv) PV - cantități care necesită aplicarea energiei din exterior. De exemplu, masa, rezistența electrică.

Individualitatea în termeni cantitativi a intelege in sensul că proprietate poate fi pentru un obiect într-un anumit număr de ori Mai mult decât pentru celălalt.

calitate partea a conceptului de „cantitate fizică” defineste « gen » mărimi, de exemplu, masa ca proprietate generală a corpurilor fizice.

cantitativ lateral - ei" marimea » (valoarea masei unui anumit corp fizic).

Genul PV - certitudinea calitativă a valorii. Deci, viteza constantă și variabilă sunt mărimi omogene, iar viteza și lungimea sunt mărimi neuniforme.

Dimensiunea PV - certitudinea cantitativă inerentă unui anumit obiect material, sistem, fenomen sau proces.

Valoarea PV - o expresie a mărimii PV sub forma unui anumit număr de unități de măsură acceptate pentru acesta.

Influențarea mărimii fizice- PV, care afectează dimensiunea valorii măsurate și (sau) rezultatul măsurării.

Dimensiunea PV - o expresie sub forma unui monom de putere, compusă din produsele simbolurilor PV principal în diferite grade și care reflectă relația unei valori date cu PV, luate în acest sistem de mărimi ca fiind principalele cu o proporționalitate coeficient egal cu 1.

dim x = L l M m T t .

Mărime fizică constantă - PV, a cărui mărime, conform condițiilor sarcinii de măsurare, poate fi considerată neschimbată pentru un timp care depășește timpul de măsurare.

PV dimensional - PV, în dimensiunea căruia cel puțin unul dintre PV principale este ridicat la o putere nu egală cu 0. De exemplu, forța F în sistemul LMTIθNJ este o valoare dimensională: dim F = LMT -2 .

La măsurare a executa comparaţie dimensiune necunoscută cu o dimensiune cunoscută luată ca unitate.

Ecuația relației dintre mărimi - ecuația , reflectând relația dintre cantități, datorită legilor naturii, în care literele sunt înțelese ca PV. De exemplu, ecuația v =l / t reflectă dependența existentă a vitezei constante v de lungimea traseului l si timpul t.

Ecuația relației dintre mărimile dintr-o anumită problemă de măsurare se numește ecuaţie măsurători.

Aditiv PV - o valoare ale cărei valori diferite pot fi însumate, înmulțite cu un coeficient numeric, împărțit între ele.

Se crede că aditiv (sau extinsă) mărime fizică măsurată în părți , în plus, ele pot fi reproduse cu acuratețe folosind o măsură cu mai multe valori bazată pe însumarea dimensiunilor măsurilor individuale. De exemplu, mărimile fizice aditive includ lungimea, timpul, puterea curentului etc.

La măsurare diverse PV care caracterizează proprietățile substanțelor, obiectelor, fenomenelor și proceselor, unele proprietăți se manifestă doar calitativ , altele – cantitativ .

Dimensiunile FV ca măsurat , și evaluat folosind cântare, de ex. manifestările cantitative sau calitative ale oricărei proprietăți se reflectă în mulțimile care formează scalele PV.

Practic implementare scalele de măsurare se efectuează de standardizare unitățile de măsură, scalele în sine și condițiile pentru aplicarea lor fără ambiguitate.

Unități de mărime fizică

unitate fotovoltaica - PV de mărime fixă, căruia i se atribuie condiționat o valoare numerică egală cu 1 și utilizată pentru cuantificarea mărimilor fizice omogene.

Valoarea numerică a PV q - un număr abstract inclus în valoarea unei cantități sau un număr abstract care exprimă raportul dintre valoarea unei cantități și unitatea acestui PV adoptată pentru aceasta. De exemplu, 10 kg este valoarea masei, iar numărul 10 este valoarea numerică.

Sistem fotovoltaic - un set de PV, format în conformitate cu principii acceptate, când unele cantități sunt luate ca independente, iar altele sunt definite ca funcții ale cantităților independente.

Sistem de unitate fotovoltaica - un set de PV de bază și derivate, format în conformitate cu principiile pentru un sistem dat de PV.

PV principal - PV inclus în sistemul de cantități și acceptat condiționat ca independent de alte cantități ale acestui sistem.

derivat PV - PV inclus în sistemul de cantități și determinat prin cantitățile principale ale acestui sistem.

Sistemul internațional de unități (sistemul SI) în Rusia a fost introdus la 1 ianuarie 1982. Conform GOST8. 417 - 81, GOST8 este în prezent în vigoare. 417 - 2002 (tabelele 1-3).

Principal principiu crearea sistemului – principiu coerenţă când unitățile derivate pot fi obținute folosind ecuații constitutive cu coeficienți numerici egali cu 1.

Tabelul 1 - Mărimi de bază și unități SI

PV de bază sisteme SI:

- metru este lungimea drumului parcurs de lumină în vid într-un interval de timp de 1/299792458 s;

- kilogram (kilogram) egal cu masa prototipului internațional al kilogramului (BIPM, Sèvres, Franța);

- al doilea există un timp egal cu 9192631770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției între două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133;

- amper este puterea unui curent neschimbabil, care, la trecerea prin doi conductori rectilinii paraleli de lungime infinită și secțiune transversală circulară neglijabilă, situate în vid la o distanță de 1 m unul de celălalt, ar determina o forță de interacțiune egală cu 2 10 - 7 N (newton);

- kelvin este o unitate de temperatură termodinamică egală cu 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei.

Temperatura punctului triplu al apei este temperatura punctului de echilibru al apei în fazele solide (gheață), lichidă și gazoasă (abur) cu 0,01 K sau 0,01 ° C peste punctul de topire al gheții;

- cârtiță este cantitatea de substanță a unui sistem care conține atâtea elemente structurale câte atomi există în carbon - 12 cu masa de 0,012 kg;

- candela este intensitatea luminoasă într-o direcție dată a unei surse care emite radiații monocromatice cu o frecvență de 540 10 12 Hz, a cărei intensitate a energiei luminoase în această direcție este de 1/683 W/sr (sr este un steradian).

Radian - unghiul dintre două raze ale unui cerc, lungimea arcului între care este egală cu această rază.

Steradian - un unghi solid cu un vârf în centrul sferei, decupând pe suprafața sa o zonă egală cu aria unui pătrat cu latura egală cu raza sferei.

Unitate de sistem PV - Unitate fotovoltaica inclusa in sistemul de unitati acceptat. Unitățile SI de bază, derivate, multiple și submultiple sunt sistemice, de exemplu, 1 m; 1 m/s; 1 km.

Unitate PV în afara sistemului - o unitate PV care nu este inclusă în sistemul acceptat de unități, de exemplu, un unghi complet (întors de 360 ​​°), o oră (3600 s), un inch (25,4 mm) și altele.

PV logaritmic este folosit pentru a exprima presiunea sonoră, amplificarea, atenuarea etc.

Unitatea PV logaritmică- alb (B):

Cantități de energie 1B \u003d lg (P 2 /P 1) la P 2 \u003d 10P 1;

Mărimi de forță 1B = 2 lg(F 2 /F 1) la F 2 = .

Unitate longitudinală din alb - decibel (d B): 1 d B = 0,1B.

Au fost utilizate pe scară largă PV relativă - relatie adimensionala

două PV-uri cu același nume. Ele sunt exprimate în procente și unități adimensionale.

Unul dintre cei mai importanți indicatori tehnologia modernă de măsurare digitală este cantitatea (volumul) de informații bit și octet (B). 1 octet = 2 3 = 8 biți.

Tabelul 2 - Unitățile cantității de informații

Sunt folosite prefixele SI: 1KB = 1024 de octeți, 1MB = 1024KB, 1GB = 1024MB etc. În acest caz, desemnarea Kbytes începe cu o literă mare (majusculă), spre deosebire de litera mică „k” pentru a indica un factor de 10 3 .

Din punct de vedere istoric, s-a dezvoltat o astfel de situație încât cu numele „octet” este incorect (în loc de 1000 = 10 3 1024 = 2 10 este acceptat) se folosesc prefixe SI: 1KB = 1024 octeți, 1 MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB, etc. În acest caz, desemnarea Kbytes începe cu o literă mare (majusculă), spre deosebire de litera mică „k” pentru a indica un factor de 10 3 .

Unele unități SI în onoarea oamenilor de știință au fost atribuite nume speciale, ale căror denumiri sunt scrise cu majusculă (majusculă), de exemplu, ampere - A, pascal - Pa, newton - N. Această ortografie a denumirilor acestor unități este păstrată în desemnarea altor unități. unități SI derivate.

Multipli și submultipli Unitățile fotovoltaice sunt utilizate cu multiplicatori și prefixe

Unitățile SI multiple și submultiple nu sunt coerent.

Multiplii unității FV - unitatea PV, un număr întreg de ori mai mare decât unitatea de sistem sau non-sistem. De exemplu, unitatea de putere este megawați (1 MW = 10 6 W).

Dolnaya unitate fotovoltaica - o unitate de PV, un număr întreg de ori mai mic decât o unitate de sistem sau non-sistem. De exemplu, unitatea de timp 1 µs = 10 -6 s este o fracțiune de secundă.

Numele și simbolurile multiplilor și submultiplilor zecimali ai sistemului SI sunt formate folosind anumiți multiplicatori și prefixe (tabelul 4).

Multiplii și submultiplii unităților de sistem nu sunt incluse în coerente Sistem de unitati fotovoltaice.

Unitate coerentă derivată a PV - o unitate derivată a PV asociată cu alte unități ale sistemului de unități printr-o ecuație în care coeficientul numeric luat egal cu 1 .

Sistem coerent de unități fotovoltaice - un sistem de unitati fotovoltaice, format din unitati de baza si unitati derivate coerente.

Prefixele „gecto”, „deci”, „deca”, „santi” ar trebui folosite atunci când folosirea altor prefixe este incomodă.

Atașarea a două sau mai multe prefixe pe rând la numele unei unități este inacceptabilă. De exemplu, picofarad ar trebui să fie scris în loc de micromicrofarad.

Datorită faptului că numele unității de bază „kilogram” conține prefixul „kilo”, unitatea submultiple „gram” este folosită pentru a forma mai multe și submultiple unități de masă, de exemplu, miligram (mg) în loc de microkilogram (mkg). ).

Unitatea fracționară de masă „gram” este utilizată fără a atașa un prefix.

Unitățile multiple și submultiple ale PV sunt scrise împreună cu numele unității SI, de exemplu, kilonewton (kN), nanosecundă (ns).

Unele unități SI primesc nume speciale în onoarea oamenilor de știință, ale căror denumiri sunt scrise cu o literă majusculă (majusculă), de exemplu, amper - A, ohm - Ohm, newton - N.

Tabelul 3 - Unități derivate SI cu nume și simboluri speciale

Valoare	Unitate
Nume	Dimensiune	Nume	Desemnare
internaţional	Rusă
colț plat		Radian	rad	bucuros
Unghi solid		Steradian	sr	mier
Frecvență	T -1	Hertz	Hz	Hz
Putere	LMT-2	Newton	N	H
Presiune	L -1 MT -2	Pascal	Pa	Pa
Energie, muncă, cantitate de căldură	L2MT-2	Joule	J	J
Putere	L2MT-3	Watt	W	mar
sarcină electrică, cantitate de energie electrică	TI	Pandantiv	C	cl
Tensiune electrică, potențial, fem	L 2 MT -3 I -1	Volt	V	LA
Capacitate electrică	L -2 M -1 T 4 I 2	Farad	F	F
Rezistență electrică	L 2 M 1 T -3 I -2	Ohm	Ohm	Ohm
conductivitate electrică	L -2 M -1 T 3 I 2	Siemens	S	Cm
Flux de inducție magnetică, flux magnetic	L 2 M 1 T -2 I -1	Weber	wb	wb
Densitatea fluxului magnetic, inducția magnetică	MT -2 I -1	Tesla	T	Tl
Inductanță, inducție reciprocă	L 2 M 1 T -2 I -2	Henry	H	gn
Temperatura Celsius	t	Grad Celsius	°C	°C
Flux de lumină	J	Lumen	lm	lm
iluminare	L-2 J	Suită	lx	O.K
Activitatea radionuclizilor	T-1	becquerel	bq	Bq
Doza absorbită de radiații ionizante, kerma	L 2 T-2	gri	Gy	Gr
Doza echivalentă de radiații ionizante	L 2 T-2	Sievert	Sv	Sv
Activitatea catalizatorului	NT-1	cathal	kat	pisică

Această ortografie a denumirilor acestor unități este păstrată în desemnarea altor unități SI derivate și în alte cazuri.

Reguli de scriere a cantităților în unități SI

Valoarea unei mărimi se scrie ca produs al unui număr și al unei unități de măsură, în care numărul înmulțit cu unitatea de măsură este valoarea numerică a valorii acestei unități.

Tabelul 4 - Multiplicatorii și prefixele multiplilor și submultiplilor zecimali ai unităților SI

Multiplicator zecimal	Nume prefix	Desemnarea prefixului
internaţional	Rusă
10 18	exa	E	E
10 15	peta	R	P
10 12	tera	T	T
10 9	giga	G	G
10 6	mega	M	M
10 3	kilogram	k	la
10 2	hecto	h	G
10 1	placa de sunet	da	da
10 -1	deci	d	d
10 -2	centi	c	Cu
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	la	A	A

Întotdeauna între număr și unitate lasa un gol , de exemplu curent I = 2 A.

Pentru mărimile adimensionale, în care unitatea de măsură este „unitate”, se obișnuiește să se omite unitatea de măsură.

Valoarea numerică a PV depinde de alegerea unității. Aceeași valoare PV poate avea valori diferite în funcție de unitățile selectate, de exemplu, viteza vehiculului v = 50 m/s = 180 km/h; lungimea de undă a uneia dintre benzile galbene de sodiu λ = 5,896 10 -7 m = 589,6 nm.

PV Simboluri matematice Tastați cu caractere cursive (în font italic), de obicei acestea sunt litere mici sau mari separate ale alfabetului latin sau grecesc, iar cu ajutorul unui indice se pot completa informații despre valoare.

Denumirile unităților din text, tastate cu orice font, trebuie tipărite direct (neînclinat) font . Sunt unități matematice, nu o abreviere.

Nu sunt niciodată urmate de punct (cu excepția cazului în care completează o propoziție), nu au terminații de plural.

Pentru a separa partea zecimală de întregul put punct (în documente în limba engleză limba – se referă în principal la SUA și Anglia) sau virgulă (în multe limbi europene și în alte limbi, incl. Federația Rusă ).

Pentru fac numerele mai ușor de citit cu mai multe cifre, aceste cifre pot fi combinate în grupuri de trei atât înainte, cât și după virgulă zecimală, cum ar fi 10.000.000.

La scrierea denumirilor unităților derivate, a denumirilor unităților incluse în derivate, separate prin puncte pe linia mediană , de exemplu, N m (newton - metru), N s / m 2 (newton - secundă pe metru pătrat).

Cea mai comună expresie este sub forma unui produs al denumirilor de unități ridicate la puterea corespunzătoare, de exemplu, m 2 · s -1.

La denumirea corespunzătoare produsului de unități cu prefixe multiple sau submultiple, se recomandă prefixul adăugați la numele primei unități incluse în lucrare. De exemplu, 10 3 N·m ar trebui să fie denumit kN·m, nu N·km.

Conceptul de control și testare

Câteva concepte legate de definiția „măsurării”

Principiul de măsurare - fenomen fizic sau efect care stă la baza măsurării (mecanic, optic-mecanic, efect Doppler pentru măsurarea vitezei unui obiect).

Tehnica de măsurare (MP) - un set stabilit de operațiuni și reguli în măsurare, a căror implementare asigură obținerea rezultatelor cu acuratețe garantată în conformitate cu metoda acceptată.

De obicei, MVI este reglementat de NTD, de exemplu, certificarea MVI. În esență, MVI este un algoritm de măsurare.

Observații de măsurare - o operație efectuată în timpul măsurării și care vizează numărarea în timp util și corect a rezultatului observației - rezultatul este întotdeauna aleatoriu și este una dintre valorile mărimii măsurate care urmează să fie prelucrate împreună pentru a obține rezultatul măsurării.

Numărătoare inversă - fixarea valorii unei cantități sau a unui număr de către dispozitivul indicator SI la un moment dat în timp.

De exemplu, o valoare de 4,52 mm fixată la un moment dat pe scara capului indicatorului de măsurare este citirea citirii acestuia în acel moment.

Parametru informativ al semnalului de intrare SI - parametrul semnalului de intrare, asociat funcțional cu PV măsurat și utilizat pentru transmiterea valorii acestuia sau fiind însăși valoarea măsurată.

Informații de măsurare - informații despre valorile PV. Adesea, informațiile despre obiectul de măsurare sunt cunoscute înainte de măsurare, care este cel mai important factor în determinarea eficienței măsurării. Aceste informații despre obiectul de măsurat sunt numite informatii a priori .

sarcina de masurare - o sarcină constând în determinarea valorii PV prin măsurarea acesteia cu precizia cerută în condițiile de măsurare date.

Obiect de măsurare - corp (sistem fizic, proces, fenomen), care se caracterizează prin unul sau mai multe PV.

De exemplu, o parte a cărei lungime și diametru sunt măsurate; proces tehnologic în timpul căruia se măsoară temperatura.

Modelul matematic al obiectului - un set de simboluri matematice și relații dintre ele, care descrie în mod adecvat proprietățile obiectului de măsurat.

La construirea modelelor teoretice, introducerea oricăror restricții, presupuneri și ipoteze este inevitabilă.

Prin urmare, se pune problema evaluării fiabilității (adecvării) modelului obținut la un proces sau obiect real. Pentru a face acest lucru, atunci când este necesar, se efectuează verificarea experimentală a modelelor teoretice dezvoltate.

Algoritm de măsurare - o prescripţie exactă pentru ordinea operaţiilor care asigură măsurarea PV.

Zona de măsurare- un set de măsurători PV inerente oricărui domeniu al științei sau tehnologiei și care se disting prin specificul lor (mecanic, electric, acustic etc.).

Rezultat măsurare necorectat - valoarea cantității obținute în timpul măsurării înainte de introducerea modificărilor în aceasta, ținând cont de erorile sistematice.

Rezultatul măsurare corectat - valoarea mărimii obţinute în timpul măsurării şi rafinată prin introducerea în aceasta a corecţiilor necesare pentru efectul erorilor sistematice.

Convergența rezultatelor măsurătorilor - apropierea între ele a rezultatelor măsurătorilor de aceeași mărime, efectuate în mod repetat de aceleași instrumente de măsurare, prin aceeași metodă în aceleași condiții și cu aceeași grijă.

Alături de termenul de „convergență” în documentele interne, este folosit și termenul de „repetabilitate”. Convergența rezultatelor măsurătorilor poate fi exprimată cantitativ în funcție de caracteristicile lor de împrăștiere.

Reproductibilitatea rezultatelor măsurătorilor - apropierea rezultatelor măsurătorilor aceleiași mărimi, obținute în locuri diferite, prin metode diferite, prin mijloace diferite, de către operatori diferiți, la momente diferite, dar efectuate în aceleași condiții de măsurare (temperatură, presiune, umiditate etc. ).

Reproductibilitatea rezultatelor măsurătorilor poate fi cuantificată în funcție de caracteristicile lor de împrăștiere.

Calitatea măsurării - un set de proprietăți care determină primirea rezultatelor măsurătorilor cu caracteristicile de precizie cerute, în forma cerută și la timp.

Fiabilitatea măsurătorilor este determinată de gradul de încredere în rezultatul măsurării și se caracterizează prin probabilitatea ca valoarea adevărată a mărimii măsurate să se încadreze în limitele specificate sau în intervalul specificat de valori ale mărimii.

O gamă de rezultate de măsurare - valori ale aceleiași mărimi, obținute succesiv din măsurători succesive.

Valoarea medie ponderată - valoarea medie a unei marimi dintr-o serie de masuratori inegale, determinata tinand cont de greutatea fiecarei masuratori.

Media ponderată se mai numește și medie ponderată.

Greutatea rezultatului măsurării (greutatea măsurată) - un număr pozitiv (p), care servește ca evaluare a încrederii în unul sau altul rezultat al măsurătorilor individuale, care este inclus într-o serie de măsurători inegale.

Pentru ușurința calculului, rezultatului i se atribuie de obicei o pondere (p = 1) cu o eroare mai mare, iar ponderile rămase se găsesc în raport cu această greutate „unitate”.

Măsurare - aflarea empiric a valorii PV folosind mijloace tehnice speciale.

Măsurare include un set de operațiuni privind utilizarea mijloacelor tehnice care stochează unitatea de PV, furnizând raportul dintre valoarea măsurată cu unitatea sa și obținând valoarea acestei valori.

Exemple: în cel mai simplu caz, aplicând o riglă oricărei piese, de fapt, comparăm mărimea acesteia cu unitatea stocată de riglă și, după numărare, obținem valoarea valorii (lungime, înălțime); folosind un dispozitiv digital, comparați dimensiunile

PV, convertit într-o valoare digitală, cu unitatea stocată de dispozitiv, iar numărarea se efectuează pe afișajul digital al dispozitivului.

Conceptul de „măsurare” reflectă următoarele caracteristici (A- d):

A) definiția de mai sus a conceptului de „măsurare” satisface ecuația generală măsurători, adică se tine cont de latura tehnica(set de operațiuni), a dezvăluit esența metrologică(compararea valorii măsurate și unitatea acesteia) și arata rezultatul operatiilor(obținerea valorii unei cantități);

b) este posibil să se măsoare caracteristicile proprietăților obiecte reale lumea materială;

în) procesul de măsurare - proces experimental (imposibil de măsurat teoretic sau prin calcul);

G) pentru măsurare este obligatoriu de utilizat SI tehnic care stochează unitatea de măsură;

d) ca rezultat al măsurării Valoarea PV este acceptată (exprimarea PV sub forma unui anumit număr de unități acceptate pentru acesta).

De la termenul „măsurare” vine termenul „măsură” care este utilizat pe scară largă în practică.

Expresia nu trebuie folosită„măsurarea valorii”, deoarece valoarea unei mărimi este deja rezultatul măsurătorilor.

Esența metrologică a măsurării se reduce la ecuația de măsură de bază (ecuația de bază a metrologiei):

unde A este valoarea PV măsurată;

A despre - valoarea valorii luate pentru proba;

k este raportul dintre valoarea măsurată și eșantion.

Deci, orice măsurătoare constă în compararea, printr-un experiment fizic, a PV măsurată cu o parte din valoarea sa, luată ca unitate de comparație, i.e. măsura .

Forma ecuației de bază a metrologiei este cea mai convenabilă dacă valoarea aleasă pentru eșantion este egală cu unu. În acest caz, parametrul k este valoarea numerică a mărimii măsurate, în funcție de metoda de măsurare acceptată și de unitatea de măsură.

Măsurătorile includ observații.

Observarea în timp ce se observă - o operație experimentală efectuată în timpul procesului de măsurare, în urma căreia se obține o valoare dintr-un set de valori ale unei cantități care sunt supuse prelucrării în comun pentru a obține un rezultat al măsurării.

Trebuie făcută o distincție între termeni dimensiune», « Control», « proces" și " diagnosticarea»

Măsurare - aflarea valorii unei marimi fizice empiric folosind mijloace tehnice speciale.

Măsurarea poate fi atât parte a unei transformări intermediare în procesul de control, cât și etapa finală de obținere a informațiilor în timpul testării.

Control tehnic- este procesul de determinare a conformității cu normele sau cerințele stabilite a valorii parametrilor unui produs sau proces.

În timpul controlului se relevă conformitatea sau nerespectarea datelor efective cu cele cerute și se ia o decizie logică adecvată cu privire la obiectul controlului - „ go-den " sau " inapt ».

Controlul constă dintr-un număr de acțiuni elementare:

Măsurarea conversiei valorii controlate;

Controlul setărilor operațiunilor de redare;

Operațiuni de comparare;

Determinarea rezultatului controlului.

Operațiunile enumerate sunt în multe privințe similare cu operațiunile de măsurare, cu toate acestea, procedurile de măsurare și control sunt în mare măsură diferă:

- rezultat controlul este calitate caracteristică, iar măsurători - cantitative;

- Control efectuate, de regulă, în cadrul relativ mic numărul de stări posibile și măsurarea - într-o gamă largă de valori ale mărimii măsurate;

Caracteristica principală a calității procedurii Control este autenticitate , și proceduri de măsurare - precizie.

Test numită determinarea experimentală a caracteristicilor cantitative și (sau) calitative ale proprietăților obiectului testat ca urmare a influențelor asupra acestuia în timpul funcționării sale, precum și în timpul modelării obiectului și (și) impactului.

Determinarea experimentală în timpul testării caracteristicilor indicate se realizează cu ajutorul măsurătorilor, controlului, evaluării și formării efectelor corespunzătoare.

Caracteristici principale testele sunt:

- exercițiu condițiile de testare necesare (reale sau simulate) (modurile de funcționare ale obiectului testat și (sau) o combinație de factori de influență);

- Adopţie pe baza rezultatelor testelor deciziilor privind adecvarea sau inadecvarea acestuia, prezentarea pentru alte teste etc.

Indicatorii de calitate a testelor sunt incertitudine(acuratețe), repetabilitate și reproductibilitatea rezultate.

Diagnostic - procesul de recunoaştere a stării elementelor unui obiect tehnic la un moment dat. Pe baza rezultatelor diagnosticului, este posibil să se prezică starea elementelor unui obiect tehnic pentru a-și continua funcționarea.

Pentru a efectua măsurători în scopul controlului, diagnosticului sau testării, este necesar proiectarea măsurătorilor, pe parcursul căreia se execută următoarele lucrări:

- analiza sarcinilor de măsurare cu clarificarea posibilelor surse de erori;

- alegerea indicatorilor de precizie măsurători;

- selectarea numărului de măsurători, metoda si instrumentele de masura (SI);

- formularea datelor inițiale pentru a calcula erorile;

- calcul componente individuale și de ansamblu erori;

- calculul indicatorilor de precizieși compararea acestora cu indicatorii selectați.

Toate aceste întrebări Reflectați în procedura de măsurare ( MVI ).

Clasificarea măsurătorilor

Tipul de măsurare - o parte a zonei de masurare, care are caracteristici proprii si se caracterizeaza prin uniformitatea valorilor masurate.

Măsurătorile sunt foarte diverse, ceea ce se explică prin multitudinea de mărimi măsurate, natura diferită a modificării lor în timp, cerințe diferite pentru precizia măsurării etc.

În acest sens, măsurătorile sunt clasificate în funcție de diverse criterii (Figura 1).

Măsurători echivalente - o serie de masuratori de orice valoare, efectuate de mai multe instrumente de masura de aceeasi precizie in aceleasi conditii cu aceeasi grija.

Măsurătorile inegale - o serie de măsurători a unei cantități, efectuate cu instrumente de măsură care diferă ca precizie și (sau) în condiții diferite.

Măsurare unică - masurare facuta o singura data. În practică, în multe cazuri, se efectuează măsurători unice, de exemplu, ora ceasului, pentru procesele de producție.

Măsurători multiple - măsurarea aceleiași dimensiuni FI, al cărei rezultat este obținut din mai multe măsurători consecutive, adică constând dintr-un număr de măsurători unice.

Măsurători statice - măsurarea PV, efectuată în conformitate cu o sarcină de măsurare specifică pentru o constantă în timpul de măsurare.

Figura 1 - Clasificarea tipurilor de măsurători

Măsurare dinamică - măsurarea PV care modifică dimensiunea. Rezultatul măsurării dinamice este dependența funcțională a valorii măsurate de timp, adică atunci când semnalul de ieșire se modifică în timp în conformitate cu modificarea valorii măsurate.

Măsurători absolute- măsurători bazate pe măsurători directe ale uneia sau mai multor mărimi de bază și (sau) utilizarea valorilor constantelor fizice.

De exemplu, măsurarea lungimii unei căi în mișcare uniformă rectilinie uniformă L = vt, pe baza măsurării mărimii principale - timpul T și a utilizării constantei fizice v.

Conceptul de măsurare absolută este utilizat spre deosebire de conceptul de măsurare relativă și este considerat ca o măsură a unei mărimi în unitățile sale. În această interpretare, acest concept este din ce în ce mai utilizat.

Măsurare relativă- măsurarea raportului dintre o cantitate și o cantitate cu același nume, care joacă rolul unei unități, sau măsurarea unei modificări a unei mărimi față de o cantitate cu același nume, luată ca fiind inițială.

Măsurătorile relative, celelalte lucruri fiind egale, pot fi efectuate mai precis, deoarece eroarea totală a rezultatului măsurării nu include eroarea măsurării PV.

Exemple de măsurători relative: măsurarea rapoartelor de putere, a presiunilor etc.

Măsurătorile metrologice - măsurători efectuate cu ajutorul standardelor.

Măsurători tehnice - măsurători efectuate de tehnic SI.

Măsurare directă - măsurarea PV, realizată printr-o metodă directă, în care valoarea dorită a PV se obține direct din datele experimentale.

Masurarea directa se face prin compararea PV cu o masura a acestei valori in mod direct sau prin citirea citirilor SI pe o scara sau instrument digital, gradat in unitatile cerute.

Adesea, măsurătorile directe sunt înțelese ca măsurători în care nu se efectuează transformări intermediare.

Exemple de măsurători directe: măsurarea lungimii, înălțimii cu o riglă, tensiunea cu un voltmetru, masa cu balanța cu arc.

Ecuația măsurare directă are următoarea formă:

Măsurare indirectă - o măsurătoare obținută pe baza rezultatelor măsurătorilor directe ale altor PV, raportate funcțional la valoarea dorită printr-o dependență cunoscută.

Ecuația de măsurare indirectă are următoarea formă:

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

unde F este o funcție cunoscută;

n este numărul de măsurători directe a PV;

x 1 , x, x i , x n - valorile de măsurare directă a PV.

De exemplu, determinarea suprafeței, volumului prin măsurarea lungimii, lățimii, înălțimii; puterea electrică prin măsurarea curentului și tensiunii etc.

Măsurătorile cumulate - măsurători simultane a mai multor mărimi similare, în care valoarea dorită a mărimii este determinată prin rezolvarea unui sistem de ecuaţii obţinute prin măsurarea diferitelor combinaţii ale acestor mărimi.

Este clar că pentru a determina valorile cantităților necesare, numărul de ecuații trebuie să fie nu mai mic decât numărul de cantități.

Exemplu: valoarea masei greutăților individuale ale unei mulțimi este determinată de valoarea cunoscută a masei uneia dintre greutăți și de rezultatele măsurătorilor (comparațiilor) maselor diferitelor combinații de greutăți.

Există greutăți cu mase m 1 , m 2 , m 3 .

Masa primei greutăți se determină după cum urmează:

Masa celei de-a doua greutăți se determină ca diferență între masele primei și celei de-a doua greutăți M 1,2 și masa măsurată a primei greutăți m 1:

Masa celei de-a treia greutăți se determină ca diferență între masele primei, a doua și a treia greutăți M 1,2,3 și masele măsurate ale primei și celei de-a doua greutăți.

Acesta este adesea modalitatea de a îmbunătăți acuratețea rezultatelor măsurătorilor.

Măsurătorile articulare - măsurători simultane ale mai multor PV-uri eterogene pentru a determina relația dintre ele.

Exemplul 1. Construcția caracteristicii de calibrare Y = f(x) a traductorului de măsurare, când se măsoară simultan seturi de valori:

Valoarea PV este determinată folosind SI printr-o metodă specifică.

Metode de măsurare

Metodă de măsurare - recepția sau un set de metode de comparare a PV măsurată cu unitatea sa în conformitate cu principiul realizat de măsurare și utilizare a SI.

Metodele specifice de măsurare sunt determinate de tipul mărimilor măsurate, dimensiunile acestora, precizia necesară a rezultatului, viteza procesului de măsurare, condițiile în care sunt efectuate măsurătorile și o serie de alte caracteristici.

În principiu, fiecare PV poate fi măsurat prin mai multe metode, care pot diferi unele de altele prin caracteristici atât de natură tehnică, cât și metodologică.

Metoda de evaluare directă - o metodă de măsurare în care valoarea unei mărimi este determinată direct de dispozitivul de citire SI.

Viteza procesului de măsurare îl face adesea indispensabil pentru practică

utilizare, deși precizia măsurării este de obicei limitată. Exemple: măsurarea lungimii cu o riglă, a masei - cu cântare cu arc, a presiunii - cu un manometru.

Metoda de comparare a măsurătorilor - o metodă de măsurare în care valoarea măsurată este comparată cu valoarea reprodusă de măsură (măsurarea jocului cu un calibre, măsurarea masei pe o cântar cu greutăți, măsurarea lungimii cu blocuri de capăt etc.).

Spre deosebire de IM de evaluare directă, care este mai convenabil pentru obținerea de informații operaționale, SI de comparație oferă o precizie mai mare a măsurării.

Metoda de măsurare zero - metoda de comparare cu o masura, in care efectul net al actiunii masurandului si masura asupra comparatorului este adus la zero.

De exemplu, măsurarea rezistenței electrice de către o punte cu echilibrarea sa completă.

Metoda diferențială - o metodă de măsurare în care măsurandul este comparat cu o mărime omogenă având o valoare cunoscută care diferă ușor de valoarea măsurandului și în care se măsoară diferența dintre aceste mărimi.

De exemplu, măsurarea lungimii prin comparație cu o măsură exemplară pe un comparator - un instrument de comparare conceput pentru a compara măsuri de cantități omogene.

Metoda de măsurare diferențială este cea mai eficientă atunci când abaterea valorii măsurate de la o anumită valoare nominală este de importanță practică (abaterea mărimii liniare efective de la valoarea nominală, deriva de frecvență etc.).

Metoda de măsurare a deplasării - o metodă de comparare cu o măsură în care mărimea măsurată este înlocuită cu o măsură cu o valoare cunoscută a mărimii, de exemplu, cântărirea cu masa măsurată și greutățile așezate alternativ pe același cântar).

Metoda de măsurare suplimentară - o metodă de comparare cu o măsură, în care valoarea mărimii măsurate este completată cu o măsură a aceleiași mărimi în așa fel încât comparatorul să fie afectat de suma lor egală cu o valoare prestabilită.

Metoda contrastanta - metoda de comparare cu o masura, in care valoarea masurata, reprodusa de masura, actioneaza concomitent asupra aparatului de comparare, cu ajutorul caruia se stabileste raportul dintre aceste marimi.

De exemplu, măsurarea masei pe cântare cu brațe egale cu plasarea masei măsurate și a greutăților echilibrând-o pe două cântare, compararea măsurilor folosind un comparator, unde baza metodei este generarea unui semnal despre prezența o diferență în mărimile valorilor comparate.

Metoda potrivirii - o metodă de comparare cu o măsură, în care diferența dintre valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură se măsoară folosindu-se coincidența semnelor de scară sau a semnalelor periodice.

De exemplu, măsurarea lungimii cu un șubler vernier cu un vernier, când se observă coincidența semnelor de pe scara șublerului și vernierului, măsurarea vitezei cu un stroboscop, când poziția unui semn pe un obiect rotativ este aliniată cu un marcați pe partea care nu se rotește a acestui obiect la o anumită frecvență a luminii stroboscopice.

Metoda de măsurare prin contact - o metodă de măsurare în care elementul sensibil al dispozitivului (suprafețele de măsurare ale dispozitivului sau instrumentului) este adus în contact cu obiectul de măsurare.

De exemplu, măsurarea temperaturii fluidului de lucru cu un termocuplu, măsurarea diametrului unei piese cu un șubler.

Metodă de măsurare fără contact - o metodă de măsurare bazată pe faptul că elementul sensibil al SI nu este adus în contact cu obiectul de măsurare.

De exemplu, măsurarea distanței până la un obiect folosind un radar, măsurarea dimensiunilor liniare ale pieselor cu un dispozitiv de măsurare fotoelectric.

Instrumente de masura

Instrument de măsurare (SI) - un instrument tehnic destinat măsurătorilor, având caracteristici metrologice normalizate, reproducerea și (sau) stocarea unei unități de PV, a cărei dimensiune se presupune a fi neschimbată (într-o eroare specificată) pentru un interval de timp cunoscut.

Mijloacele de măsurare sunt diverse. Cu toate acestea, pentru acest set pot fi identificate niste semne comune , inerentă tuturor instrumentelor de măsură, indiferent de domeniul de aplicare.

După rolul îndeplinit în sistemul de asigurare a uniformității măsurătorilor, instrumentele de măsură sunt împărțite în metrologic și muncitorii .

SI metrologic sunt destinate în scopuri metrologice - reproducerea unității și (sau) stocarea acesteia sau transferul dimensiunii unității către SI de lucru.

SI de lucru - SI destinat măsurătorilor care nu au legătură cu transferul mărimii unității către alte SI.

În raport cu măsurat FI SI se împart în principal și auxiliar .

SI de bază - MI al PV, a cărui valoare trebuie obținută în conformitate cu sarcina de măsurare.

SI auxiliar - MI al PV, a cărui influență asupra MI principal sau asupra obiectului de măsurat trebuie luată în considerare pentru a obține rezultate de măsurare cu precizia necesară.

Aceste SI sunt utilizate pentru a controla menținerea valorilor influenţând valori în limitele specificate.

După nivelul de automatizare toate SI sunt împărțite la neautomate(adică un instrument convențional, de exemplu, un micrometru cu pârghie), automatși automatizate.

SI automat - Instrumente de măsurare care efectuează măsurători fără participarea omului și toate operațiunile legate de prelucrarea rezultatelor măsurătorilor, înregistrarea acestora, transmiterea datelor sau generarea de semnale de control.

Exemple: mașini de măsurat sau control integrate într-o linie automată de producție (echipamente de proces, mașini-unelte etc.), roboți de măsurare cu proprietăți bune de manipulare.

SI automatizat - MI care realizează automat una sau o parte din operațiile de măsurare. De exemplu, un contor de gaz (măsurare și înregistrare a datelor cu un total curent).

măsura EF - SI destinat reproducerii și (sau) stocării și transmiterii PV de una sau mai multe dimensiuni date, ale căror valori sunt exprimate în unități stabilite și sunt cunoscute cu o precizie dată.

Aparat de măsură - MI, menit să obțină valorile mărimii măsurate în intervalul stabilit și să genereze un semnal de informație de măsurare într-o formă accesibilă observatorului pentru percepție directă (acesta din urmă se referă la instrumente indicatoare).

Contor analogic - SI, ale căror citiri sunt o funcție continuă a modificării valorii măsurate. De exemplu, cântare, manometru, ampermetru, cap de măsurare cu dispozitive de citire a cântarului.

Instrument digital de măsurare (DIP) se numește SI, care generează automat semnale discrete de informații de măsurare, ale căror citiri sunt prezentate în formă digitală. La măsurarea cu ajutorul DMC sunt excluse erorile subiective ale operatorului.

Configurație de măsurare - un set de măsuri combinate funcțional, instrumente de măsură, traductoare de măsură și alte dispozitive, concepute pentru a măsura unul sau mai multe PV și amplasate într-un singur loc.

De exemplu, o instalație de calibrare, un banc de testare, o mașină de măsurat pentru măsurarea rezistivității materialelor.

Sistem de măsurare (IS) - un set de masuri combinate functional, instrumente de masura, traductoare de masura, calculatoare si alte mijloace tehnice amplasate in diferite puncte ale unui obiect controlat pentru a masura unul sau mai multe PV-uri inerente acestui obiect si pentru a genera semnale de masura in diferite scopuri. Sistemul de măsurare poate conține zeci de canale de măsurare.

În funcție de scop, IP se împarte în măsurarea informațiilor, control de măsurare, controlere de măsurare etc.

Există, de asemenea, o distincție destul de arbitrară sisteme de măsurare a informaţiei(IIS) și computer – sisteme de măsurare(KIS).

Se numește un sistem de măsurare care este reconfigurat în funcție de o modificare a sarcinii de măsurare sistem flexibil de măsurare(GIS).

Măsurare - complex informatic (CPC) - un set integrat funcțional de MI, calculatoare și dispozitive auxiliare concepute pentru a îndeplini o funcție de măsurare specifică ca parte a IS.

Calculator - sistem de măsurare (KIS),în caz contrar, un instrument virtual constă dintr-un computer standard sau specializat cu o placă (modul) de achiziție de date încorporată.

Traductor de măsurare (MT) - mijloace tehnice cu reglementare

caracteristici metrologice, care servește la transformarea valorii măsurate într-o altă valoare sau semnal de măsurare, convenabil pentru prelucrare, stocare, transformări ulterioare, indicare și transmitere. IP face parte din orice dispozitiv de măsurare (instalație de măsurare, IS etc.) sau este utilizat împreună cu orice SI.

Exemple de IP. Convertor digital-analogic (DAC) sau convertor analog-digital (ADC).

Convertor de transmisie - un traductor de masura folosit pt

transmiterea de la distanță a semnalului de informații de măsurare către alte dispozitive sau

sisteme (termocuplu într-un termometru termoelectric).

Măsurare primară convertor sau pur și simplu convertor primar (PP)- un traductor de măsurare, care este direct afectat de PV măsurat;

Fără instrumente de măsurare și metode de aplicare a acestora, progresul științific și tehnologic ar fi imposibil. În lumea modernă, oamenii nu se pot descurca fără ele nici măcar în viața de zi cu zi. Prin urmare, un astfel de strat extins de cunoștințe nu ar putea fi sistematizat și format ca unul complet.Doar pentru a determina această direcție, se folosește conceptul de „metrologie”. Ce sunt instrumentele de măsurare din punct de vedere al cunoașterii științifice? Se poate spune că acesta este subiectul cercetării, dar activitățile specialiștilor în acest domeniu au neapărat un caracter practic.

Conceptul de metrologie

Într-o perspectivă generală, metrologia este adesea considerată ca un set de cunoștințe științifice despre mijloacele, metodele și metodele de măsurare, care include și conceptul de unitate a acestora. Pentru a reglementa aplicarea practică a acestor cunoștințe, există o agenție federală pentru metrologie, care gestionează tehnic proprietatea în domeniul metrologiei.

După cum puteți vedea, măsurarea este esențială pentru conceptul de metrologie. În acest context, măsurarea înseamnă obținerea de informații despre subiectul cercetării - în special, informații despre proprietăți și caracteristici. O condiție obligatorie este tocmai modalitatea experimentală de obținere a acestor cunoștințe cu ajutorul instrumentelor metrologice. De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că metrologia, standardizarea și certificarea sunt strâns legate între ele și numai în combinație pot oferi informații practic valoroase. Deci, dacă metrologia se ocupă de probleme de dezvoltare, atunci standardizarea stabilește forme și reguli uniforme pentru aplicarea acelorași metode, precum și pentru înregistrarea caracteristicilor obiectelor în conformitate cu standardele specificate. În ceea ce privește certificarea, aceasta urmărește determinarea conformității obiectului studiat cu anumiți parametri prevăzuți de standarde.

Scopurile și obiectivele metrologiei

Metrologia se confruntă cu mai multe sarcini importante care sunt în trei domenii - teoretic, legislativ și practic. Pe măsură ce cunoștințele științifice se dezvoltă, obiectivele din diferite direcții sunt complementare și ajustate reciproc, dar, în general, sarcinile metrologiei pot fi reprezentate după cum urmează:

• Formarea sistemelor de unitati si caracteristici de masura.
• Dezvoltarea cunoștințelor teoretice generale despre măsurători.
• Standardizarea metodelor de măsurare.
• Aprobarea standardelor de metode de măsurare, măsuri de verificare și mijloace tehnice.
• Studiul sistemului de măsuri în contextul unei perspective istorice.

Unitatea de măsură

Nivelul de bază de standardizare înseamnă că rezultatele măsurătorilor efectuate sunt reflectate în formatul aprobat. Adică, caracteristica de măsurare este exprimată în forma acceptată. Mai mult, acest lucru se aplică nu numai anumitor valori de măsurare, ci și erorilor care pot fi exprimate ținând cont de probabilități. Unitatea metrologică există pentru a putea compara rezultatele care au fost efectuate în diferite condiții. Mai mult, în fiecare caz, metodele și mijloacele trebuie să rămână aceleași.

Dacă luăm în considerare conceptele de bază ale metrologiei în ceea ce privește calitatea obținerii rezultatelor, atunci principala va fi acuratețea. Într-un fel, este interconectată cu eroarea, care denaturează citirile. Tocmai pentru a crește acuratețea, măsurătorile în serie sunt utilizate în diferite condiții, datorită cărora se poate obține o imagine mai completă a subiectului de studiu. Un rol semnificativ în îmbunătățirea calității măsurătorilor îl joacă și măsurile preventive care vizează verificarea mijloacelor tehnice, testarea de noi metode, analiza standardelor etc.

Principii și metode de metrologie

Pentru a realiza măsurători de înaltă calitate, metrologia se bazează pe câteva principii de bază, inclusiv următoarele:

• Principiul Peltier, axat pe determinarea energiei absorbite în timpul fluxului de radiații ionizante.
• Principiul Josephson, pe baza căruia se fac măsurători de tensiune într-un circuit electric.
• Principiul Doppler, care oferă o măsurare a vitezei.
• Principiul gravitației.

Pentru aceste și alte principii, a fost dezvoltată o bază largă de metode prin care se efectuează cercetări practice. Este important de luat în considerare că metrologia este știința măsurătorilor, care sunt susținute de instrumente aplicate. Dar mijloacele tehnice, pe de altă parte, se bazează pe principii și metode teoretice specifice. Dintre cele mai comune metode, se poate evidenția metoda de evaluare directă, măsurarea masei pe o scară, înlocuirea, compararea etc.

Instrumente de masura

Unul dintre cele mai importante concepte ale metrologiei este un mijloc de măsurare. De regulă, care reproduce sau stochează o anumită cantitate fizică. În procesul de aplicare, examinează obiectul, comparând parametrul identificat cu cel de referință. Instrumentele de măsurare reprezintă un grup extins de instrumente cu multe clasificări. După proiectarea și principiul de funcționare, de exemplu, se disting convertoare, dispozitive, senzori, dispozitive și mecanisme.

Configurația de măsurare este un tip relativ modern de dispozitiv folosit de metrologie. Care este această setare în practică de utilizare? Spre deosebire de cele mai simple scule, instalația este o mașină în care este prevăzută o întreagă gamă de componente funcționale. Fiecare dintre ei poate fi responsabil pentru una sau mai multe măsuri. Un exemplu sunt goniometrele cu laser. Ele sunt folosite de constructori pentru a determina o gamă largă de parametri geometrici, precum și pentru calcularea prin formule.

Ce este o eroare?

Eroarea ocupă, de asemenea, un loc considerabil în procesul de măsurare. În teorie, este considerat ca unul dintre conceptele de bază ale metrologiei, reflectând în acest caz abaterea valorii obţinute de la cea adevărată. Această abatere poate fi aleatorie sau sistematică. În dezvoltarea instrumentelor de măsurare, producătorii includ de obicei o anumită incertitudine în lista de caracteristici. Datorită fixării posibilelor limite ale abaterilor în rezultate, putem vorbi despre fiabilitatea măsurătorilor.

Dar nu numai eroarea determină posibilele abateri. Incertitudinea este o altă caracteristică pe care metrologia o ghidează în acest sens. Ce este incertitudinea de măsurare? Spre deosebire de eroare, practic nu funcționează cu valori exacte sau relativ precise. Indică doar o îndoială cu privire la un anumit rezultat, dar, din nou, nu determină intervalele de abateri care ar putea provoca o astfel de atitudine față de valoarea obținută.

Varietăți de metrologie după aplicație

Metrologia într-o formă sau alta este implicată în aproape toate sferele activității umane. În construcții, aceleași instrumente de măsură sunt folosite pentru a fixa abaterile structurilor de-a lungul planurilor, în medicină sunt utilizate pe baza celor mai precise echipamente, în specialiştii în inginerie mecanică folosesc și dispozitive care permit determinarea caracteristicilor cu cele mai mici detalii. Mai multe proiecte specializate de amploare sunt realizate de Agenția pentru Reglementare Tehnică și Metrologie, care, în același timp, menține o bancă de standarde, stabilește reglementări, realizează catalogarea etc. Acest organism acoperă în diferite grade toate domeniile cercetării metrologice, extinzându-le standardele aprobate.

Concluzie

În metrologie, există standarde, principii și metode de măsurare stabilite anterior și neschimbate. Dar există și o serie de zone ale sale care nu pot rămâne neschimbate. Precizia este una dintre caracteristicile cheie pe care le oferă metrologia. Ce este acuratețea în contextul unei proceduri de măsurare? Aceasta este o valoare care depinde în mare măsură de mijloacele tehnice de măsurare. Și tocmai în acest domeniu, metrologia se dezvoltă dinamic, lăsând în urmă instrumente învechite, ineficiente. Dar acesta este doar unul dintre cele mai izbitoare exemple în care această zonă este actualizată în mod regulat.

- (greacă, de la metron măsură și cuvânt logos). Descrierea greutăților și măsurilor. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910. METROLOGIE Greacă, de la metron, măsură, și logos, tratat. Descrierea greutăților și măsurilor. Explicația a 25.000 străini ...... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Metrologie- Știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de a obține acuratețea necesară. Metrologie legală O ramură a metrologiei care include aspecte legislative și științifice și tehnice interdependente care trebuie să fie ... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

- (din greaca metron masura si ... logica) stiinta masuratorilor, metode de realizare a unitatii lor si a preciziei cerute. Principalele probleme ale metrologiei includ: crearea unei teorii generale a măsurătorilor; formarea unităților de mărimi fizice și a sistemelor de unități; ... ...

- (din grecescul metron măsură și cuvânt logos, învățătură), știința măsurătorilor și metodelor de realizare a unității lor universale și a preciziei cerute. La principal problemele lui M. includ: teoria generală a măsurătorilor, formarea unităţilor fizice. cantitățile și sistemele lor, metodele și ... ... Enciclopedia fizică

Metrologie- știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de atingere a preciziei cerute... Sursa: RECOMANDĂRI PRIVIND STANDARDIZAREA INTERSTATALĂ. SISTEM DE STAT DE ASIGURARE A UNITĂȚII DE MĂSURĂ. METROLOGIE. DE BAZĂ… Terminologie oficială

metrologie- si bine. metrologie f. metron masura + logos concept, doctrina. Doctrina măsurilor; descrierea diferitelor măsuri și greutăți și metode de determinare a probelor acestora. SIS 1954. Unii Pauker a primit premiul complet pentru un manuscris în germană despre metrologie, ... ... Dicționar istoric al galicismelor limbii ruse

metrologie- Știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de atingere a preciziei cerute [RMG 29 99] [MI 2365 96] Subiecte metrologie, concepte de bază EN metrologie DE MesswesenMetrologie FR métrologie ... Manualul Traducătorului Tehnic

METROLOGIA, știința măsurătorilor, metode de realizare a unității lor și a preciziei necesare. Nașterea metrologiei poate fi considerată înființarea la sfârșitul secolului al XVIII-lea. lungimea standard a metrului și adoptarea sistemului metric de măsuri. În 1875, a fost semnat Tratatul Metric internațional... Enciclopedia modernă

Disciplina istorica auxiliara istorica care studiaza dezvoltarea sistemelor de masuri, cont monetar si unitati de impozitare in randul diferitelor popoare... Dicţionar enciclopedic mare

METROLOGIE, metrologie, pl. nu, femeie (din greaca metron masura si logos invatatura). Știința măsurilor și greutăților diferitelor timpuri și popoare. Dicționar explicativ al lui Ushakov. D.N. Uşakov. 1935 1940... Dicționar explicativ al lui Ushakov

Cărți

• Metrologie
• Metrologie, Bavykin Oleg Borisovich, Vyacheslavova Olga Fedorovna, Gribanov Dmitri Dmitrievich. Sunt enunțate principalele prevederi ale metrologiei teoretice, aplicate și legale. Fundamente teoretice și probleme aplicate ale metrologiei în stadiul actual, aspecte istorice...