Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ

Метрология – это наука об измерении, методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности.

Измерение – это процесс нахождения значений физич. Величины опытным путём с помощью спец. техн. средств. Физич.величина – свойства в качественном отношении многим физич. объектам, индивидуальн. в количественном отношении.

Единство измерений обеспечивается : физическая величина должна быть выражена в узаконенных единицах измерения и погрешности заданы с определенной вероятностью.

В системе СИ 7 единиц: 1)Масса (кг); 2) Длина (м); 3) Время (с); 4) Сила тока (А); 5) Температура (К);

6) (моль); 7) Сила света ( Канделла);

Прямые, косвенные и совместные измерения.

Измерение – это процесс нахождения значений физич. Величины опытным путём с помощью спец. техн. средств; Прямые измерения – из опытных данных ( пример: температура изм. термометром);

Косвенные измерения – когда численное значение находят на основании результатов прямых измерений, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. ( пример: определение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения); Совокупные измерения – определяемые величины связаны с величинами , измеряемыми прямыми методами, системой уравнений, в уравнения входят одноимённые величины.

Средство измерения – техническое устройство с нормированными метрологическими характеристиками.

Погрешности, их количественная оценка. Систематические, случайные и грубые погрешности. Систематические погрешности и их разновидности. Погрешности аддитивные и мультипликативные, погрешности дискретизации и динамические.

Количественные оценки погрешностей:

1) Абсолютная погрешность - Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №1 - открытая онлайн библиотека (размерная величина), Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №2 - открытая онлайн библиотека - показания образцового прибора. Погрешности образцового прибора в 3-5 раз меньше рабочих приборов.

2) Относительная погрешность- Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №3 - открытая онлайн библиотека , Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №4 - открытая онлайн библиотека << Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №2 - открытая онлайн библиотека

3) Приведённая погрешность- Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №6 - открытая онлайн библиотека

Систематические погрешности – постоянные по величине или меняющиеся по известному закону. (пример: часы отстают) Могут быть устранены путём поправок

а) Инструментальные погрешности (зависит от погрешности применяемых средств измерения)

б) Методические погрешности – метода измерения, погрешности установки (пример: манометр стоит выше).

Случайные погрешности – составляющая погрешностей измерений, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. При многократном измерении их влияние уменьшается

Грубые погрешности – сбои в работе элементов, если погрешность превышает 3 СКО.

Аддитивная погрешность – постоянная (в пределах диапазона измерения) независящая от значения измеряемой величины (погрешность нуля)

Мультипликативная погрешность – погрешность, зависящая от значений измеряемой величины.

Погрешности дискретизации и квантования измеряемого сигнала – в цифровых приборах

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №7 - открытая онлайн библиотека < Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №8 - открытая онлайн библиотека где Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №9 - открытая онлайн библиотека -шаг квантования, Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №7 - открытая онлайн библиотека - погрешность квантования

Динамические погрешности – обусловлены инерционностью средства измерения

6. Метрологические характеристики средств измерения. Функция преобразования, чувствительность, порог чувствительности, вариа­ция, диапазон измерения, класс точности.

1) Номинальная Статическая Характеристика НСХ. Выражает связь между показаниями (у) и измеряемой величиной(х). Задаётся : таблицей, уравнением, коэф. преобразования.

2) Чувствительность S= Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №11 - открытая онлайн библиотека

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №12 - открытая онлайн библиотека желательно S=const (1); 2,3 – чувств. S переменная

3) Порог чувствительности – определяется минимальным значением изменения выходного сигнала, вызывающим видимые изменения выходного сигнала Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №13 - открытая онлайн библиотека

4) Вариация показаний – это максимальная разница показаний, соответствующая одному и тому же значению измеряемой величины.

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №14 - открытая онлайн библиотека

Диапазоны измерения различают: 1)с односторонней шкалой Д=Nmax (или диапазон преобразований); 2)с двусторонней шкалой (или диапазон измерений) Д=Nmax + [Nmin] ; 3)с безнулевой шкалой (или диапазон преобразований) Д=Nmax-Nmin

Классы точности – это обобщенные характеристики, определяющие величины основных и дополнительных погрешностей.

7.Динамические погрешности и их связь с динамическими характеристиками СИ, способы нормирования ДХ СИ. Дифференциальное уравнение динамики, передаточная функция, частотная характеристика приборов на примере уравнений первого и второго порядка.

Динамические погрешности обусловлены инерционностью средств измерения

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №15 - открытая онлайн библиотека

динамические характеристики СИ

1) Дифференциальное уравнение динамики

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №16 - открытая онлайн библиотека

2)Переходные и импульсные функции

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №17 - открытая онлайн библиотека

3)передаточная функция

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №18 - открытая онлайн библиотека

4)частотная характеристика приборов на примере уравнений первого и второго порядка

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ - №19 - открытая онлайн библиотека