Шпаргалка по "Метрологии"

3. Технические измер., в кот. погрешность результата определяется характеристиками средств измер..

4) По способу выражения результатов измер. различают абсолютные и относительные измер..

Абсолютными называются измер., кот. основаны на прямых измер.х одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант. Относительными называются измер. отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измер. величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

7. Основные характеристики измер.

Основными характеристиками измер. явл.: принцип измер., метод измер., погрешность, точность, правильность и достоверность измер..

Принцип измер. – физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измер.. Например, изм-е массы тела при помощи взвешивания с использ.м силы тяжести, пропорциональной массе, изм-е температуры с использ.м термоэлектрического эффекта.

Метод измер. – совокупность приемов использования принципов и средств измер.. Ср-вами измер. явл. используемые технические ср-ва, имеющие нормированные метрологические свойства.

Существует несколько критериев классификации методов измер..

1. По способам получения искомого значения измеряемой величины выделяют: а) прямой метод (осуществляется при помощи прямых, непосредственных измер.); б) косвенный метод.

2. По приемам измер. выделяют: а) контактный метод измер.; Контактный метод измер. основан на непосредственном контакте какой-либо части измерительного прибора с измеряемым объектом. б) бесконтактный метод измер.. При бесконтактном методе измер. измерительный прибор не контактирует непосредственно с измеряемым объектом.

Погрешность измер. — разность между полученным при измерении X' и истинным Q значениями измеряемой величины. Погрешность измер. определяется формулой .

Погрешность измер. вызывается несовершенством методов и средств измер., непостоянством условий наблюдения, а также недостаточным опытом наблюдателя или особенностями его органов чувств.

Важнейшей характеристикой качества измер. является их достоверность; она характеризует доверие к результатам измер. и делит их на две категории: достоверные и недостоверные, в зависимости от того, известны или неизвестны вероятностные характеристики их отклонений от истинных значений соответствующих величин. Результаты измер., достоверность кот. неизвестна, не представляют ценности и в ряде случаев могут служить источником дезинформации.

Округлять числовое значение результата измер. следует в соответствии с числовым разрядом значащей цифры погрешности, т. е. чистовое значение результата измер. должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значение погрешности. Если первая из заменяемых нулями или отбрасываемых цифр равна или больше 5, то последняя остающаяся цифра увеличивается на единицу.

Пр.: результат 1,073618, погрешность 0,001, результат округляют до 1,074.

8. Ср-ва измер., их классификация

Ср-ом измер. наз. техническое ср-во, используемое при измер.х и имеющее нормированные метрологические св-ва. К ср-вам измер. относятся меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы, а также измерительные принадлежности.

Измерительные преобразователи (ИП) – это ср-ва измер., выражающие измеряемую величину ч/з др. величину или преобразующие ее в сигнал измерительной информации, кот. в дальнейшем можно обрабатывать, преобразовывать и хранить. Выделяют: 1) аналоговые преобразователи (АП); 2) цифроаналоговые преобразователи (ЦАП); 3) аналого-цифровые преобразователи (АЦП).

Измерительные преобразователи могут занимать различные позиции в цепи измер.. Выделяют: 1) первичные измерительные преобразователи, кот.  непосредственно контактируют с объектом измер.; 2) промежуточные измерительные преобразователи, кот. располагаются после первичных преобразователей.

Измерительный прибор – это ср-во измер., посредством кот. получается значение физической величины, принадлежащее фиксированному диапазону. В конструкции прибора обычно присутствует устройство, преобразующее измеряемую величину с ее индикациями в оптимально удобную для понимания форму.

В соответствии с методом определения значения измеряемой величины выделяют: 1) измерительные приборы прямого действия - это приборы, посредством кот. можно получить значение измеряемой величины непосредственно на отсчетном устройстве; 2) измерительные приборы сравнения  – это прибор, посредством которого значение измеряемой величины получается при помощи сравнения с известной величиной, соответствующей ее мере.

Измерительные приборы могут осуществлять индикацию измеряемой величины по-разному. Выделяют: 1) показывающие измерительные приборы; 2) регистрирующие измерительные приборы.

Измерительная установка – это средство измер., представляющее собой комплекс мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, используемые для измер. фиксированного количества физических величин и собранные в одном месте.

              Измерительная система – это средство измер., представляющее собой объединение мер,  измерительных приборов и др, выполняющих схожие функции, находящихся в разных частях определенного пространства и предназначенных для измер. определенного числа физических величин в данном пространстве.

Эталоны – это ср-ва измер. с высокой степенью точности, применяющиеся в метрологических исследованиях для передачи сведений о размере единицы.

9.Измирительные приборы

Измерительный прибор – средство измер., предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Физический принцип, положенный в основу построения измерительного прибора, называют принципом действия прибора, кот. часто бывает, отражен в названии прибора, например, электродинамический ваттметр, термоэлектрический термометр.

Принципиально измерительный прибор состоит из ряда измерительных преобразователей, каналов связи, согласующих элементов, измерительного механизма, кот. в совокупности образуют измерительную цепь прибора. Измерительная цепь осуществляет все преобразования сигнала измерительной информации.

Измерительная цепь начинается чувствительным элементом, являющимся составной частью первичного преобразователя. На элемент непосредственно воздействует измеряемая величина. Оканчивается цепь отсчетным устройством, с помощью которого наблюдатель определяет значение измеряемой величины, выраженное в принятых единицах измер.. Это значение называют показанием ср-ва измер., которое образуется от отсчета (отвлеченного числа), снятого при измерении с отсчетного устройства прибора. Переход от отсчета к показанию осуществляется умножением отсчета на цену деления шкалы, под которой понимается разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

По способу образования показаний измерительные приборы можно разделить на показывающие и регистрирующие.

1) Показывающие приборы, если на них воздействует измеряемая величина, допускают только отсчитывание показаний. Указатель отсчетного устройства перемещается относительно шкалы и наблюдается визуально.

Шкалы с делениями постоянной длины и с постоянной ценой деления называются равномерными шкалами, а шкалы с делениями непостоянной длины – неравномерными.

К показывающим измерительным приборам относят приборы с цифровым отсчетом. Их отсчетное устройство выдает показания в цифровой форме, показанное число соответствует значению измеряемой величины.

2) Регистрирующие измерительные приборы содержат механизм регистрации показаний. Регистрирующий прибор, в котором предусмотрена запись показаний в форме диаграммы, называют самопишущим прибором.

Диаграмма предст. собой изображение измер. измеряемой величины в зависимости от изменений другой переменной величины. Запись производится на бумаге в виде движущейся ленты или диска, наложенного на барабан. Наиболее распространена запись чернилами посредством пера той или иной конструкции и печатание точек через цветные ленты, пропитанные краской. Существуют и другие способы записи: тонкой струйкой чернил, электрической искрой на металлизированной бумаге, нагретым стержнем на бумаге с восковым слоем и т. д.

К регистрирующим следует отнести измерительные приборы с печатающими механизмами, дающими показание в виде чисел, отпечатанных на бумажной ленте.

По способу получения значения измеряемой величины измерительные приборы можно разделить на приборы прямого действия и приборы сравнения.

Измерительный прибор, в котором предусмотрено одно или несколько преобразований сигнала измерительной информации в одном направлении, т. е. без применения обратной связи называют прибором прямого действия. Это большинство манометров, термометров, амперметров, вольтметров и т. д.

Большими точностными возможностями обладают приборы сравнения, предназначенные для сравнения измеряемых величин с величинами, значения кот. известны. К ним относятся равноплечие весы, электроизмерительный потенциометр и др.

В свою очередь измерительные приборы прямого действия можно разделить на приборы, показывающие значения измеряемой величины, существующей в данный момент времени, и интегрирующие.

10.Поверка средств измер.

Поверкой средств измер. называют совокупность действий, выполняемых метрологическим органом для определения погрешностей средств измер. и установления их пригодности к применению. Цель, которую в первую очередь преследует поверка, – выяснить, соответствуют ли их точностные характеристики регламентированным значениям и пригодно ли средство измер. к применению.

При поверке средств измер., предназначенных для применения без поправок, определяют, не выходят ли их погрешности (а также некот. другие показатели) за установленные пределы, не превышают ли они допускаемые значения.

Поверка средств измер. является по существу одним из звеньев многоступенчатого процесса передачи размера единицы от эталона до рабочего ср-ва измер.. Быть уверенным в правильности показаний рабочего ср-ва измер. можно, только поверив его с помощью более точного образцового ср-ва измер..

Все ср-ва измер. (приборы, используемые для измер. в научных исследованиях) проходят периодическую поверку на точность. Такая поверка предусматривает определение и по возможности уменьшение погрешностей приборов.. Поверку средств измер. производят на различных уровнях–от специальных государственных организаций до низовых звеньев. Гос-е метрологические институты и лаборатории по надзору за стандартами и измерительной техникой производят гос-й контроль за обеспечением в стране единства мер.

На высокоточные измерительные ср-ва гос-е метрологические организации выдают специальное свидетельство, в котором после поверки указывают номинальные значения измеряемой величины, класс точности, предельную допускаемую погрешность, результаты поверки погрешности прибора в виде таблиц, вариации измер..

Измерительные приборы и установки различных организаций подвергают обязательной государственной поверке раз в 1...2 года. При хорошем обращении с приборами этого срока вполне достаточно для гарантированной эксплуатации.

В периоды между государственными поверками осуществляется ведомственная поверка средств измер., которая по объему работ иногда мало чем отличается от государственных поверок, но, как правило, проводится по сокращенной программе. Такие поверки более оперативны (чем гос-е) и проводятся по специальному графику, разработанному для данной организации.

Рабочая поверка средств измер. проводится в низовых звеньях каждым экспериментатором непосредственно в организациях перед началом измер. и наблюдений. В процессе рабочей поверки приходится производить различные операции: определять диапазон измер., вариации измер. и др. В отдельных случаях выполняют регулировку и градуировку средств измер..

11. Классификация погрешностей

При анализе измер. следует разграничивать два понятия:

– истинное значение физических величин,

– их эмпирические проявления, т.е. результаты измер..

              Истинное значение физической величины – это значение идеальным образом отражающее свойство данного объекта, как в количественном, так и в качественном отношении. Эти значения не зависят от нашего познания. Результаты измер. явл. продуктом нашего познания, представляя собой приближенные оценки значений величин, найденные путем измер.. Разница между результатами измер. и истинным значением измеренной величины называется погрешностью   измер.

              Причинами возникновения погрешностей явл.:

– несовершенство методов измер.;

– несовершенство технических средств, прим. при измер.х;

– несовершенство органов чувств наблюдателя.

Погрешность прибора характеризует отличие его показаний от истинного или действительного значения измеряемой величины. Погрешность преобразователя определяется отличием номинальной (т. е. приписываемой преобразователю) характеристики преобразования или коэффициента преобразования от их истинного значения.

По способу выражения различают погрешности:

– абсолютная погрешность прибора – разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины;

– относительная погрешность прибора – отношение абсолютной погрешности прибора к истинному(действительному) значению измеряемой величины;

– приведенная погрешность прибора – отношение в процентах абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению.