Стандартизация как понятие. Сущность, цели, принципы и функции стандартизации

     Виды  измерений.

     Цель  измерения — получение значения этой величины в форме, наиболее удобной  для пользования.

     Измерения могут быть классифицированы:

     - по характеристике точности —  равноточные (ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности СИ и в одних и тех же условиях), неравноточные (ряд измерений какой-либо величины, выполненных несколькими различными по точности СИ и (или) в нескольких разных условиях);

     - по числу измерений в ряду измерений — однократные, многократные;

     - по отношению к изменению измеряемой величины —статические (измерение неизменной во времени физической величины, например измерение длины детали при нормальной температуре или измерение размеров земельного  участка),         динамические (измерение изменяющейся по размеру физической величины, например измерение переменного напряжения электрического тока, измерение расстояния до уровня земли со снижающегося самолета);

     - по выражению результата измерений — абсолютные (измерение, основанное на прямых измерениях величин и (или) использовании значений физических констант, например измерение силы F основано на измерении основной величины массы m и использовании физической постоянной — ускорения свободного падения g и относительные (измерение отношения величины к одноименной величине, выполняющей роль единицы).

     - по общим приемам получения результатов измерений — прямые (измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно, например измерение массы на весах, длины детали микрометром), косвенные (измерение, при котором искомое значение величины определяют на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. 

     Методы  измерений.

     Метод измерений — прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с  реализованным принципом измерений.

     Методы  измерений классифицируют по нескольким признакам.

     По  общим приемам  получения результатов измерений различают:

     -  прямой метод измерений — реализуется при прямом измерении;

     -  косвенный метод измерений  — при косвенном измерении, которые описаны выше.

     По  условиям измерения  различают:

      - контактный метод измерений — основан на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения (измерение температуры тела термометром);

     - бесконтактный метод измерений — основан на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерения (измерение до объекта радиолокатором, измерение температуры в доменной печи пирометром).

     Исходя  из способа сравнения  измеряемой величины с ее единицей, различают:

     -  метод непосредственной оценки — при этом методе определяют значение величины непосредственно по отсчетному устройству показывающего СИ (термометр, вольтметр и пр.). Мера, отражающая единицу измерения, в измерении не участвует. Ее роль в СИ шкала, при его производстве с помощью достаточно точных СИ.

     -  метод сравнения с мерой — при этом методе  измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями). Существует ряд разновидностей этого метода: нулевой метод, метод измерений с замещением, метод совпадений. 

     Характеристика  средств измерений.

     Средством измерений (СИ) называют техническое средство (или их комплекс), используемое при измерениях и имеющее нормированные характеристики.

     В отличие от таких технических средств, как индикаторы, предназначенных для обнаружения физических свойств (компас, лакмусовая бумага, осветительная электрическая лампочка), СИ позволяют не только обнаружить физическую величину, но и измерить ее, т.е. сопоставить неизвестный размер с известным. Если физическая величина известного размера есть в наличии, то она непосредственно используется для сравнения (измерение плоского угла транспортиром, массы — с помощью весов с гирями). Если же физической величины известного размера в наличии нет, то сравнивается реакция (отклик) прибора на воздействие измеряемой величины с явившейся ранее реакцией на воздействие той же величины, но известного размера (измерение силы тока амперметром). Для облегчения сравнения еще на стадии изготовления прибора отклик на известное воздействие фиксируют на шкале отсчётного устройства, после чего наносят на шкалу деления в кратном и дольном отношении. Описанная процедура называется градуировкой шкалы. При измерении она позволяет по положению указателя получать результат сравнением непосредственно по шкале отношений. Итак, СИ (за исключением некоторых мер — гирь, линеек) в простейшем случае производят две операции:

- обнаружение физической величины;

- сравнение неизвестного размера с известным или сравнение откликов на воздействие известного и неизвестного размеров.

Другими отличительными признаками СИ являются, во-первых, «умение» хранить (или воспроизводить) единицу физической величины; во-вторых, неизменность размера хранимой единицы. Если же размер единицы в процессе измерений изменяется более, чем установлено нормами, то с помощью такого средства невозможно получить результат с требуемой точностью. Отсюда следует, что измерять можно только тогда, когда техническое средство, предназначенное для этой цели, может хранить единицу, достаточно неизменную по размеру (во времени).

     СИ  можно классифицировать по двум признакам:

     1) конструктивное исполнение;

      2) метрологическое назначение.

     По  конструктивному  исполнению СИ подразделяют на меры, измерительные преобразователи; измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы.

     Меры  величины— СИ, предназначенные для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров.

Различают меры: однозначные (гиря 1 кг, калибр, конденсатор постоянной емкости); многозначные (масштабная линейка, конденсатор переменной емкости); наборы мер (набор гирь, набор калибров).

Набор мер, конструктивно  объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных  комбинациях, называется магазином мер. Примером такого набора может быть магазин электрических сопротивлений, магазин индуктивностей. Сравнение с мерой выполняют с помощью специальных технических

средств — компараторов (рычажные весы, измерительный мост и т.д.).

     К однозначным мерам можно отнести стандартные образцы (СО).

Существуют стандартные  образцы состава вещества и стандартные образцы свойств вещества.

СО состава  вещества (материала) — стандартный  образец с установленными значениями величин, характеризующих содержание определенных компонентов в веществе (материале).

СО свойств  веществ (материалов) — стандартный  образец с установленными значениями величин, характеризующих физические, химические, биологические и другие свойства.

Новые СО допускаются  к использованию при условии  прохождения ими метрологической аттестации. Указанная процедура — это признание этой меры, узаконенной для применения на основании исследования СО. Метрологическая аттестация проводится органами метрологической службы.

Примером СО состава является СО состава углеродистой стали определенной марки. Примером СО свойств является так называемая шкала твердости которая представляет собой набор 10 эталонных минералов для определения числа твердости по условной шкале. Каждый последующий минерал этой шкалы является более твердым, чем

предыдущий. Эту  шкалу используют для оценки относительной  твердости стекла и керамики.

     Одна  из главных функций СО состава  и свойств — контроль методики выполнения измерений (МВИ) в порядке  внутреннего контроля испытательных  лабораторий и внешнего контроля.

     В зависимости от уровня признания (утверждения) и сферы применения различают категории СО — межгосударственные, государственные, отраслевые и СО предприятия (организации).

     Измерительные преобразователи (ИП)— СИ, служащие для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований.

       По характеру преобразования  различают аналоговые (АП), цифроаналоговые аналого-цифровые (АЦП) преобразователи.

     По  месту в измерительной цепи различают  первичные (ИП, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина) и промежуточные (ИП, занимающий место в измерительной цепи после первичного ИП) преобразователи.

Конструктивно обособленный первичный ИП, от которого поступают сигналы измерительной  информации, является датчиком. Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от СИ, принимающего его сигналы. Например, датчики запущенного метеорологического радиозонда передают информацию о температуре, давлении, влажности и других параметрах атмосферы.

Если преобразователи  не входят в измерительную цепь и  их метрологические свойства не нормированы, то они не относятся к измерительным. Таковы, например, силовой трансформатор  в радиоаппаратуре, термопара в  термоэлектрическом холодильнике.

     Измерительный прибор— СИ, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Прибор, как правило, содержит устройство для преобразования измеряемой величины и её индикации в форме, наиболее доступной для восприятия. Во многих случаях устройство для индикации имеет

шкалу со стрелкой или другим устройством, диаграмму  с пером или цифроуказатель, с помощью которых могут быть произведены отсчет или регистрация значений физической величины. В случае сопряжения прибора с мини-ЭВМ отсчет может производиться с помощью дисплея.

     По  степени индикации значений измеряемой величины измерительные приборы  подразделяют на показывающие и регистрирующие. Показывающий прибор допускает только отсчитывание показаний измеряемой величины (микрометр, аналоговый или цифровой вольтметр). В регистрирующем приборе предусмотрена регистрация показаний — в форме путем печатания показаний (термограф или. например, измерительный сопряженный с ЭВМ, дисплеем и устройством для печатания показаний).

     Измерительная установка — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких физических величин и расположенных в одном месте. Примером являются установка для измерения удельного сопротивления электротехнических материалов, установка для испытаний магнитных материалов. Измерительную установку, предназначенную для испытаний каких-либо изделий, иногда называют испытательным стендом.

       Измерительная система — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству.

Примером может  служить радионавигационная система  для определения местоположения судов, состоящая из ряда измерительных  комплексов, разнесенных в пространстве на значительном расстоянии друг от друга.

     По  метрологическому назначению все СИ подразделяются на два вида:         рабочие СИ и эталоны.

     Рабочие СИ (РСИ) предназначены для проведения технических измерений. По условиям применения они могут быть:

     1) лабораторными, используемыми при научных исследованиях, проектировании технических устройств, медицинских измерениях;

     2) производственными, используемыми для контроля характеристик технологических процессов, контроля качества готовой продукции, контроля отпуска товаров;

     3) полевыми, используемыми непосредственно при эксплуатации таких технических устройств, как самолеты, автомобили, речные и морские суда.