Приложение 3
Рабочая программа по курсу "Теоретическая метрология" специальности 190800 "Метрология и метрологическое обеспечение"
Введение
В подготовке инженеров-метрологов одной из важнейших научных дисциплин является "Теоретическая метрология", знание которой необходимо для обеспечения единства и требуемой точности измерений, а также для методически правильного измерения различных физических величин и обработки результатов измерений.
В результате изучения курса "Теоретическая метрология", студент должен знать: основные представления метрологии, физические величины и единицы измерения, общие законы и правила измерений, принципы построения современных измерительных устройств и их возможности, методы и средства измерения различных величин; уметь правильно выбирать физические величины при решении практических задач; определять погрешности результатов измерений; творчески применять знания по измерениям в процессе обучения. ^
Настоящий курс базируется на таких дисциплинах, как "Физика , Химия", "Теория вероятностей и математическая статистика", "Электротехника".
Программа разработана для дневной формы обучения. Общий объем курса — 85 часов.
Программа составлена на основе Государственного образовательного стандарта для специальности 130800 "Метрология и метрологическое обеспечение".
Тематический план.
Распределение часов курса "Теоретическая метрология"
| № п/п | Название темы | Всего | Лекции | Практические занятия | Курсовая работа |
| Предмет и задачи метрологии | |||||
| Основные представления теоретической метрологии | |||||
| Теория воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров | |||||
| Погрешности измерений | |||||
| Систематические погрешности | |||||
| Случайные погрешности | |||||
| Грубые погрешности и методы их исключения | |||||
| Обработка результатов измерений | |||||
| Суммирование погрешностей | |||||
| Измерительные сигналы | |||||
| Средства измерений | |||||
| Моделирование средств измерений | |||||
| Методы повышения точности средств измерений | |||||
| Метрологические характеристики средств измерений | |||||
| Выбор средств измерений | |||||
| Метрологическая надежность средств измерений | |||||
| Метрологическая служба Российской Федерации | |||||
| Итого |
Тема 1. Предмет и задачи метрологии
Предмет метрологии и ее место среди'других наук. Краткая историческая справка о развитии метрологии. Структура метрологии.
Тема 2. Основные представления теоретической метрологии
2.1. Физические величины. Предметы и явления окружающего мира как объекты познания. Их свойства. Классификация физических величин. Свойства, проявляющие себя только в отношении эквивалентности. Понятие счета. Интенсивные величины, удовлетворяющие отношениям эквивалентности и порядка. Понятие величины и контроля. Экстенсивные величины, удовлетворяющие отношениям эквивалентности, порядка и аддитивности, Понятие о единице физической величины и измерении. Шкалы измерений.
2.2. Понятие об измерении. Измерительное преобразование. Воспроизведение физической величины заданного размера. Сравнение физической величины с величиной, воспроизводимой мерой. Основные элементы процесса измерения. Основные постулаты теории измерений. Классификация измерений. Понятие об испытании и контроле. Предельные возможности измерений.
Тема 3. Теория воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров (теория единства измерений)
Единицы, размерности и системы физических величин. Международная система единиц (система СИ). Основные принципы построения систем единиц физических величин. Понятие об эталонах. Эталоны единиц системы СИ. Передача размера единиц от эталона к рабочим эталонам и рабочим средствам измерений. Поверочные схемы. Понятие о поверке средств измерений. Способы поверки средств измерений. Стандартные образцы.
Тема 4. Погрешности измерений
Истинные и действительные значения измеряемой величины. Понятие о погрешности. Погрешность как случайный процесс. Математические модели погрешностей. Характеристики и параметры погрешностей. Разделение погрешностей на составляющие по признаку частотного диапазона. Классификация погрешностей. Основные принципы оценивания погрешностей. Правила округления результатов измерений. Понятие о неопределенности результата измерений.
Тема 5. Систематические погрешности
Классификация систематических погрешностей. Способы обнаружения и устранения систематических погрешностей. Графический способ. Способ последовательных разностей. Дисперсный анализ. Критерий Вилкоксона. Исключение систематических погрешностей путем введения поправок.
Тема 6. Случайные погрешности
6.1. Вероятностное описание случайных погрешностей. Интегральный и дифференциальный законы распределения случайных погрешностей. Композиция законов распределения. Числовые параметры законов распределения. Понятие центра распределения. Центральные и начальные моменты распределения. Математическое ожидание и дисперсия. Третий центральный момент. Коэффициент асимметрии. Четвертый центральный момент. Эксцесс и контрэксцесс. Энтропийное значение погрешности.
6.2. Законы распределения случайных погрешностей. Трапецеидальные распределения. Уплощенные распределения. Класс экспоненциальных распределений. Распределение Гаусса. Семейство законов распределения Стью-дента. Распределение Коши. Класс двухмодальных распределений. Дискретное двузначное распределение. Арксинусоидальное распределение. Остро- и кругловершинные двухмодальные распределения. Косые распределения.
6.3. Точечные оценки законов распределения. Оценки математического ожидания и дисперсии. Оценки коэффициента асимметрии, эксцесса и энтропийного коэффициента. Доверительная вероятность и доверительный интервал. Неравенство Чебышева. Квантильные оценки доверительного интервала. Доверительный интервал для оценок дисперсии и среднеквадратического отклонения. Сравнительная эффективность различных методов определения координаты центра распределения.
Тема 7. Грубые погрешности и методы их исключения
Критерии исключения грубых погрешностей. Критерии Граббса, "трех сигм", Романовского, Шарлье, Шовенэ. Вариационный критерий Диксона.
Тема 8. Обработка результатов измерений
8.1. Обработка результатов прямых многократных измерений. Обработка результатов прямых многократных равноточных и неравноточных измерений. Идентификация закона распределения результатов измерений. Критерий Пирсона. Составной критерий. Обработка результатов прямых однократных измерений. Технические измерения.
8.2. Обработка результатов косвенных измерений. Обработка результатов косвенных измерений при линейной зависимости между аргументами. Случайные погрешности косвенных измерений. Систематические погрешности косвенных измерений. Обработка результатов косвенных измерений при нелинейной зависимости между аргументами. Метод линеаризации. Обработка результатов косвенных измерений методом приведения. Проблемы нормирования погрешностей косвенных измерений. Вероятностное описание погрешностей косвенных измерений.
8.2. Обработка результатов совместных измерений. Обработка результатов совокупных измерений. Метод наименьших квадратов. Методы обработки результатов измерений при однофакторном эксперименте.
Тема 9. Суммирование погрешностей
Основы теории расчетного суммирования погрешностей. Упрощенные методы определения значения квантильных множителей. Суммирование систематических погрешностей. Суммирование случайных погрешностей коррелированных и некоррелированных величин. Суммирование случайных и систематических погрешностей. Критерий ничтожно малой погрешности.
Тема 10. Измерительные сигналы
Классификация сигналов по различным признакам. Квантование и дискретизация измерительных сигналов. Восстановление сигналов при их дискретизации. Теорема Котельникова. Математические модели измерительных сигналов. Элементарные и сложные измерительные сигналы. Модуляция и детектирование. Интегральные параметры периодических сигналов.
Тема 11. Средства измерений
11.1. Классификация и свойства средств измерений. Понятие о средстве измерений. Обобщенная структурная схема средства измерений. Характеристики и параметры средств измерений в статистическом и динамическом режимах. Классификация средств измерений. Аналоговые и цифровые измерительные приборы. Информационно-измерительные системы и измерительно-вычислительные комплексы.
11.2. Моделирование средств измерений. Математическое моделирование средств измерений.-Измерительная цепь и измерительный канал. Структурные схемы и элементы средств измерений. Структурные схемы прямого и уравновешивающего преобразований. Расчет измерительных каналов средств измерений.
11.3. Методы повышения точности средств измерений. Градуировка и калибровка средств измерений. Методы проверки средств измерений. Методы коррекции погрешностей средств измерений.
11.4. Метрологические характеристики средств измерений. Общие принципы выбора и нормирования метрологических характеристик средств измерений. Комплексы нормируемых метрологических характеристик. Расчет погрешностей 'средств измерений по метрологическим характеристикам в реальных условиях эксплуатации. Классы точности средств измерений.
11.5. Выбор средств измерений. Основные принципы выбора средств измерений. Критерии выбора средств измерений и их сравнительный анализ. Выбор средств измерений при динамических измерениях.
11.4. Метрологическая надежность средств измерений. Основные понятия теории метрологической надежности. Изменение во времени метрологических характеристик средств измерений. Показатели метрологической надежности средств измерений. Метрологическая надежность и межповерочный интервал.
Тема 12. Метрологическая служба Российской Федерации
Государственная система обеспечения единства измерений. Государственные испытания средств измерений. Государственная система приборов. Система стандартов в области метрологии и другой нормативной метрологической документации. Международные метрологические организации.
Перечень тем практических занятий
1. Физические величины и единицы их измерения.
2. Погрешности измерений.
3. Систематические погрешности.
4. Случайные погрешности.
5. Исключение грубых погрешностей.
6. Обработка результатов измерений.
7. Суммирование погрешностей.
8. Моделирование средств измерений.
9. Метрологические характеристики средств измерений.
Перечень рекомендуемых тем курсовой работы
Назначением курсовой работы является развитие навыков использования методов теоретической метрологии для решения практических задач. Рекомендуемые темы курсовой работы по теоретической метрологии:
1. Обработка результатов прямых многократных равноточных и неравноточных измерений.
2. Обработка результатов косвенных измерений.
3. Расчет измерительных цепей средств измерений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сычев Е.И. Проблемы технических измерений // Измерительная техника. 1995. № 4. С. 15-17.
2. Квинн Т Д. Точные измерения: кто в них нуждается и почему? // Измерительная техника. 1995. № 11. С. 61-64.
3. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978.
4. Новицкий П.В., Зограф НА.. Оценка погрешностей результатов измерений. М.: Энергоатомиздат, 1985.
5. Новицкий П.В., Зограф ИЛ., Лабунец B.C. Динамика погрешностей средств измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1990.
6. Грановский ВЛ. Динамические измерения. Основы метрологического обеспечения. Л.: Энергоатомиздат, 1984.
7. Земелъман МЛ. Метрологические основы технических измерений. М.: Изд-во стандартов, 1991.
8. Миф Н.П. Модели погрешностей технических измерений. М.: Изд-во стандартов, 1977.
9. Сергеев А.Г. Метрологическое обеспечение эксплуатации технических систем. М.: Изд-во МГОУ А/О "Росвузнаука", 1994.
10. Сергеев А.Г. Метрологическое обеспечение автомобильного транспорта. М.: Транспорт, 1988.
11. Тюрин Н.И. Введение в метрологию. М.: Изд-во стандартов, 1985.
12. Вурдун ГД., Марков Б.Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1975.
13. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. К.: Вища школа, 1983.
14. Темников Ф.Е., Афонин ВЛ., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. М.: Энергия, 1979.
15. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология. М.: Изд-во стандартов, 1990.
16. Короткое В.П., Тайц БЛ. Основы метрологии и теории точности измерительных устройств. М.: Изд-во стандартов, 1975.
17. Маликов М.Ф. Основы метрологии. М.: Изд-во коммерприбор, 1949.
18. Исаев Л.К. О месте метрологии в системе науки и еще раз о ее постулатах// Измерительная техника. 1993. № 8. С. 10-11.
19. Кедров Б.М. Классификация наук. М.: Мысль, 1965. Т. 2.
20. Довбета Л.И., Лянчев В.В. О соотнесении понятий «измерение» и «измерение физической величины»// Измерительная техника. 1990. № 11. С. 19-20.
21. Селиванов М.Н. О соотношении понятий «метрология», «величина» и «измерение» // Измерительная техника. 1992. № 2. С. 12-15.
22. Селиванов МЛ., Фридман А.Э., Кудряшова Ж.Ф. Качество измерений: Метрологическая справочная книга. Л.: Лениздат, 1987.
23. Брянский Л Л., Дойников А.С., Крупин БЛ. Необходимость обновления метрологической парадигмы // Измерительная техника. 1998. № 8. С. 15-21.
24. Грановский ВЛ., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных. Л.: Энергоатомиздат, 1990.
25. Фундаментальные проблемы метрологии. Сборник научных трудов НПО "ВНИИМ им Д.И. Менделеева", 1981.
26. Рубичев НА., Фрумкин ВД. Достоверность допускового контроля качества. М.: Изд-во стандартов, 1990.
27. Сена ЛЛ. Единицы физических величин и их размерности. М.: Наука, 1988.
28. Студенцов Н.В. Системы единиц и фундаментальные константы // Измерительная техника. 1997. № 3. С. 3-7.
29. Яворский Б.М., Детлаф АЛ, Справочник по физике. М.: Наука, 1985.
30. Шаповал ЕЛ. Акустический метод измерения универсальной газовой постоянной и постоянной Больцмана // Измерительная техника. 1994. № 8. С. 5-7.
31. Александров Ю.И. Моль. Мифы и реальность // Измерительная техника. 1989. № 1. С. 46-49.
32. Бурдун ГД. Справочник по международной системе единиц. М.: Изд-во стандартов, 1977.
33. Янсон Э.Ю. Новое понятие моля в химии. Рига: Звайгзне, 1977.
34. Основные термины в области метрологии. Словарь-справочник / Под ред. Ю.В. Тарбеева. М.: Изд-во стандартов, 1989.
35. Тарбеев Ю.В. Эталоны России // Измерительная техника. 1995. № 6. С. 67-69.
36. Камке Д., Крамер К. Физические основы единиц измерений. М.: Мир, 1980.
37. Актуальные проблемы метрологии в радиоэлектронике/ Под ред. В.К. Коробова. М.: Изд-во стандартов, 1985.
38. Казаков АЛ., Мостепаненко В.М., Эйдес М.И. Перспективы децентрализации системы обеспечения единства измерений и квантовая метрология // Измерительная техника. 1992. № 11. С. 3-5.
39. Documents concerning the new definition of meter // Metrologia. 1984. Vol. 19, № 6. P. 163.
40. Совершенствование государственных 'эталонов и принципов воспроизведения теплофизических величин / Б.Н. Олейник, Ю.И. Александров, А.И. Походун и др. // Измерительная техника. 1992. № 5. С. 39-40.
41. Международная практическая температурная шкала 1968 г. (МПТШ-68). М.: Изд-во стандартов, 1976.
42. Походун A.M. Новая Международная практическая шкала и проблемы повышения точности измерения температуры // Измерительная техника. 1992. № 5. С. 31-33.
43. Походун А.И. Метрологические исследования в области измерений термодинамических величин // Измерительная техника. 1992. № 5. С. 40-42.
44. Государственный первичный эталон единицы ЭДС и переход на новый размер вольта / Е.Д. Колтик и др.// Измерительная техника. 1990. № 11. С. 6-7.
45. Государственный эталон единицы электрического сопротивления и новое представление ома на основе использования квантового эффекта Холла / Ф.Е. Курочкин и др. // Измерительная техника. 1990. № 12. С. f;-4.
46. Государственный первичный эталон единицы постоянного электрического тока — ампера / А.С. Катков и др. // Измерительная техника. 1995. № 1. С. 3-4.
47. Саприцкий В.И. Метрологическое обеспечение световых измерений. М.: ВНИИФТРИ, 1986.
48. Смирнов Н.В., Дудин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1965.
49. Вентцель Е.С., Овчаров ЛЛ. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1991.
50. Исаев Л.К. О неопределенности результатов измерений // Измерительная техника. 1993. № 8. С. 66-67.
51. Электрические измерения / Под ред. В.Н. Малиновского. М.: Энергоатомиздат, 1985.
52. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. Л.: Энергия, 1968.
53. Лабутин СА., Пугин М.В. Решение некоторых статистических задач для класса экспоненциальных распределений случайных величин // Измерительная техника. 1998. № 8. С. 9-12.
54. Кукуш ВД. Электрорадиоизмерения. М.: Радио и связь, 1987.
55. Артемьев Б.Г., Голубев С.М. Справочное пособие для работников метрологических служб. М.: Изд-во стандартов, 1986. Т. 1, 2.
56. Рейх Н.Н.. Тупиченков АЛ... Цейтлин В.Г. Метрологическое обеспечение производства / Под ред. Л.К. Исаева. М.: Изд-во стандартов, 1987.
57. Кудряшова Ж.Ф., Рабинович. С.Г. Методы обработки результатов наблюдений при косвенных измерениях // Тр. метрологических институтов СССР. Вып. 172 (232), Л.: Энергия, 1975. С. 3-58.
58. Нормирование и использование метрологических характеристик средств измерений // Нормативно-технические документы (ГОСТ 8,009-84, методический материал по применению ГОСТ 8.009-84, РД 50-453-84). М.: Изд-во стандартов, 1988.
59. Спектор С А. Электрические измерения физических величин. Методы измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1987.
60. Аш Ж. Датчики измерительных систем: В 2 кн. М.: Мир, 1992.
61. Певшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи. Л.: Энергоатомиздат, 1983.
62. Основы метрологии и электрические измерения / Под ред. Е.М. Душина. Л.: Энергоатомиздат, 1987.
63. Антонов В.Г., Петров Л.М., Щепкин А.П. Средства измерений магнитных параметров материалов. Л.: Энергоатомиздат, 1986.
64. Испытание магнитных материалов и систем / Е.В. Комаров, А.Д. Покровский, В.Г. Сергеев, А.Я. Шихин. Под ред. А.Я. Шихина. М.: Энергоатомиздат, 1984.
65. Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров / А.-Й. К. Марцинкявичюс, Э.-Ф. К. Багданскис, Р.Л. Пошюнас и др.; Под ред А.-Й. К. Марцинкявичюса и Э.-Ф. К. Багданскиса. М.: Радио и связь, 1988.
66. Гельман М.М. Аналого-цифровые преобразователи для информационно-измерительных систем. М.: Изд-во стандартов, 1989.
67. Брашн АА„ Семенюк АЛ. Основы метрологического обеспечения аналого-цифровых преобразователей электричэских сигналов. М.: Изд-во стандартов, 1989.
68. Федорков В.Г., Телец ВА., Цегтяренко В.П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. М.: Радио и связь, 1984.
69. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства. М.: Энергоатомиздат, 1985.
70. Вастрокнутов Н.Н. Цифровые измерительные устройства. Теория погрешностей, испытания и поверка. М.: Энергоатомиздат, 1990.
71. Mupскuй Г.Я. Электронные измерения. М.: Радио и связь, 1986.
72. Аналоговые электроизмерительные приборы / E.IJr Вишард, Е.А. Киселева, Г.П. Лебеде» и др. М.: Высшая школа, 1991.
73. Измерения в электронике / Под ред. В.А. Кузнецова М.: Энергоатомиздат, 1987.
74. Справочник по радиоизмерительным приборам / Под ред. B.C. Насонова: В 3 т. М.: Сов. рацио, 1976, 1978, 1979.
75. Справочник по электроизмерительным приборам / Под ред. К.К. Илюнина. Л.: Экергоатомиадат, 1983.
76. Электроизмерительные самопишущие приборы / М.Г. Берогиевский, В.А. Иванцов, Б.А. Папин и др. Л.: Энергоиздат, 1981.
77. Шкабардня М.С. Теория и принципы построении быстродействующих самопишущих приборов. М.: Энергоатомиздат, 1984.
78. Боднер В.А., Алферов А.В. Измерительные приборы: В 2 т. М.: Изд-во стандартов, 1986,
79. Завельский Ф.С. Масса и ее измерение. М.: Атомиздат, 1974.
80. Богуславский М.Г., Цейтлин Я.М. Приборы и методы точных измерений длины и углов. М.: Изд-во стандартов, 1976.
81. Новоселов О.Н., Фомин А.Ф. Основы теории я расчета информационно-измерительных систем. М.: Машиностроение, 1980.
82. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структура и алгоритмы, системотехническое проектирование. М.: Энергоатомиздат, 1985.
83. Зайко А.И. Точность аналоговых линейных измерительнных каналов ИИС. М.: Изд-во стандартов, 1987.
84. Цветков Э.Л. Процессорные измерительные устройства. Л.: Энергоатомиздат, 1989.
85. Страхов А.Ф. Автоматизированные измерительные комплексы. М.: Энергоиздат, 1982.
86. Новиков В.К., Моисеенко В.В., Крохин В.В., Чернокож А.Я. Автоматизированный магнитоизмерительный комплекс АМК-С-03 // Измерительная техника. 1993. № 12. С. 42-45.
87. Новиков В.К., Крохин В.В. Итерационные методы формирования заданных режимов перемагничивания магнитных материалов // Измерительная техника. 1993. № 4. С. 58-60.
88. Баранов Л А. Квантование по уровню и временная дискретизация в цифровых системах управления. М.: Энергоатомиздат, 1990.
89. Фрэнке Л. Теория сигналов. М.: Con. радио, 1974.
90. Гольденберг Л.М., Матюшкин БД., Поляк М.У. Цифровая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1990.
91. Пиотровский Я. Теория измерений для инженеров. М.: Мир, 1989.
92. Электрические измерения: Учебник для вузов/ Под ред. А.В. Фремке, Е.М. Душина. Л.: Энергия, 1980.
93. Ерофеев Ю.Н. Импульсная техника. М.: Высшая школа, 1984.
94. Мелик-Шахназаров A.M.. Макартун М.Г., Дмитриев ВА. Измерительные приборы со встроенными микропроцессорами. М.: Энергоатомиздат, 1985.
95. Крохин В.В., Сущео А.К. Цифровой компенсационный феррометр // Измерительная техника. 1998. № 3. С. 38-43.
96. Екимов А.В., Рчвякоа М.И. Надежность средств >>лектроизмерительной техники. Л.: Энергоатомиздат, 1986.
97. Руд:шт Я А., Плуталов В.Н. Основы метрологии, точность и надежность в приборостроении. М.: Машиностроение, 1991.
98. Фридман А.Э. Теория метрологической надежности средств измерений // Измерительная техника. 1991. X» 11. С. 3-10.
99. Фридман А.Э. Оценка метрологической надежности измерительных приборов и многозначных мер / Измерительная техника. 1993. № 5. С. 7-10.
100. Шостьии НА. Очерки истории русской метрологии XI — начала XX века. М.: Изд-во стандартов, 1996.
101. Маркин Н.С. Практикум но метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1994.
102. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977.
103. Семенов Л.Н., Сирая Т.Н. Методы построения градуировочных характеристик средств измерений. М.: Изд-во стандартов, 1986.
104. Асташенков АЛ., Немчинов Ю.В., Лысенко В.Г. Теория и практика поверки и калибровки. М.: Изд-во стандартов, 1994.
105. Акнаев Р.Ф., Любимов А.И., Панасюк-Мирович А.М. Поверка средств измерений электрических и магнитных величин. М.: Изд-во стандартов, 1983.
106. Алиев Т.М., Сейдель Л.Р. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов. М.: Энергия, 1975.
107. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров АА., Шекиханов А.М. Итерационные методы повышения точности измерений. М.: Энергоатомиздат, 1986.
108. Бромберг Э.М., Куликовский КЛ. Тестовые методы повышения точности измерений. М.: Энергия, 1978.
109. Земелъман МЛ. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. М.: Изд-во стандартов, 1972.
110. Туз Ю.М. Структурные методы повышения точности измерительных устройств. Киев: Выща школа, 1976.
111. Метрологическое обеспечение и эксплуатация измерительной техники / Под ред. В.А. Кузнецова. М.: Радио и связь, 1990.
112. Сычев ЕМ, Метрологическое обеспечение радиоэлектронной аппаратуры (методы анализа). М.: РИЦ «Татьянин день», 1994.
113. Метрологическое обеспечение информационно-измерительных систем. Теория, методы, организация / Е.Т. Удовиченко и др. М.: Изд-во стандартов, 1991.
114. Метрологическое обеспечение систем передачи / Б.П. Хромой, В.А. Сереб-рин, А.Л. Сенявский и др.; Под ред. В.П. Хромого. М.: Радио и связь, 1991.
115. Рыбаков Н.Н. Основы точности и метрологического обеспечения радиоэлектронных измерителей. М., 1990.
116. Семенко Н.Г., Гамазов ЮА. Измерительные преобразователи электрических токов и их метрологическое обеспечение. М.: Изд-во стандартов, 1984.
117. Нормативные документы в области метрологии (действующие в России по состоянию на 1 января 1998 г.). Указатель. Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС). М.: ТОО «ТОТ», 1998.
118. Метрология, стандартизация и сертификация в вузах России: Сб. метод, материалов. М.: Изд-во стандартов, 1998.
119. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Теоретическая метрология» / Под ред. А.Г. Сергеева. Владимир, 1997.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.. 3
Глава 1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МЕТРОЛОГИИ.. 6
1.1. Предмет метрологии.. 6
1.2. Структура теоретической метрологии.. 7
1.3. Краткий очерк истории развития метрологии.. 11
Глава 2. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕТРОЛОГИИ.. 15
2.1. Физические свойства и величины.. 15
2.1.1. Классификация величин. 15
2.1.2. Свойства, проявляющие себя только в отношении эквивалентности. Понятие счета. 19
2.1.3. Интенсивные величины, удовлетворяющие отношениям эквивалентности и порядка.
Понятия величины и контроля. 19
2.1.4. Экстенсивные величины, удовлетворяющиеотношениям, эквивалентности, порядка и аддитивности. Понятия о единице величины и измерении. 20
2.1.5. Шкалы измерений. 22
2.2. Измерение и его основные операции.. 26
2.3. Элементы процесса измерений.. 28
2.4. Основные этапы измерений.. 39
2.5. Постулаты теории измерений.. 40
2.6. Классификация измерений.. 43
2.7. Понятие об испытании и контроле. 46
Глава 3. ТЕОРИЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
И ПЕРЕДАЧИ ИХ РАЗМЕРОВ (ТЕОРИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ) 53
3.1. Системы физических величин и их единиц.. 53
3.2. Принципы построения систем единиц.. 59
физических величин.. 59
3.3. Международная система единиц (система СИ) 61
3.4. Воспроизведение единиц физических величин и передача их размеров. 67
3.4.1. Понятие о единстве измерений. 67
3.4.2. Эталоны, единиц физических величин. 68
3.4.3. Поверочные схемы.. 71
3.4.4. Способы поверки средств измерений. 72
3.4.5. Стандартные образцы.. 74
3.5. Эталоны единиц системы СИ.. 76
Глава 4. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ.. 85
4.1. Классификация погрешностей.. 85
4.2. Принципы оценивания погрешностей.. 92
4.3. Математические модели и характеристики погрешностей.. 93
4.4. Погрешность и неопределенность. 99
4.5. Правила округления результатов измерений.. 101
Глава 5. СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ.. 103
5.1. Систематические погрешности и их.. 103
классификация. 103
5.2. Способы обнаружения и убтранения систематических погрешностей.. 104
Глава 6. СЛУЧАЙНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ.. 115
6.1. Вероятностное описание случайных погрешностей.. 115
6.2. Числовые параметры законов распределения. 117
6.2.1. Общие сведения. 117
6.2.2. Понятие центра распределения. 117
6.2.3. Моменты распределений. 119
6.2.4. Энтропийное значение погрешности. 122
6.3. Основные законы распределения. 123
6.3.1. Общие сведения. 123
6.3.2. Трапецеидальные распределения. 123
6.3.3. Экспоненциальные распределения. 125
6.3.4. Нормальное распределение (распределение Гаусса) 126
6.3.5. Уплощенные распределения. 128
6.3.6. Семейство распределений Стъюдента. 129
6.3.7. Двухмодальные распределения. 131
6.4. Точечные оценки законов распределения. 133
6.5. Доверительная вероятность и доверительный интервал. 135
Глава 7. ГРУБЫЕ ПОГРЕШНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ ИСКЛЮЧЕНИЯ.. 140
7.1. Понятие о грубых погрешностях.. 140
7.2. Критерии исключения грубых погрешностей.. 141
Глава 8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.. 145
8.1. Прямые многократные измерения. 145
8.1,1. Равноточные измерения. 145
8.1.2. Идентификация формы распределения результатов измерений. 149
8.2. Однократные измерения. 151
8.3. Косвенные измерения. 155
8.4. Совместные и совокупные измерения. 162
Глава 9. СУММИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ.. 165
9.1. Основы теории суммирования погрешностей.. 165
9.2. Суммирование систематических погрешностей.. 169
9.3. Суммирование случайных погрешностей.. 171
9.4. Суммирование систематических и случайных погрешностей.. 173
9.5. Критерий ничтожно малой погрешности.. 175
Глава 10. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ... 179
10.1. Классификация сигналов. 179
10.1.1. Классификация измерительных сигналов. 179
10.1.2. Классификация помех.. 182
10.2. Математическое описание измерительных сигналов. 184
10.3. Математические модели элементарных измерительных сигналов. 186
10.4. Математические модели сложных измерительных сигналов. 188
10.5. Квантование и дискретизация измерительных сигналов. 194
10.6. Интегральные параметры периодического.. 201
сигнала.. 201
Глава 11. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ.. 205
11.1. Понятие о средстве измерений.. 205
11.2. Статические характеристики и параметры средств измерений.. 209
11.3. Динамические характеристики и параметры средств измерений.. 211
11.4. Классификация средств измерений.. 219
11.5. Элементарные средства измерений.. 221
11.6. Комплексные средства измерений.. 227
11.6.1. Измерительные приборы и установки. 227
11.6.2. Измерительные системы и измерительно-вычислительные комплексы.. 234
11.7. Моделирование средств измерений.. 242
11.7.1. Структурные элементы и схемы средств измерений. 242
11.7.2. Структурная схема прямого преобразования. 245
11.7.3. Уравновешивающее преобразование. 247
11.7.4. Расчет измерительных каналов средств измерений. 250
Глава 12. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
И ИХ НОРМИРОВАНИЕ.. 261
12.1. Принципы выбора и нормирования метрологических характеристик средств измерений.. 261
12.2. Метрологические характеристики, предназначенные для определения
результатов измерений.. 265
12.3. Метрологические характеристики погрешностей средств измерений.. 265
12.4. Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам.
Неинформативные параметры выходного сигнала.. 269
12.5. Нормирование динамических характеристик средств измерений.. 271
12.6. Метрологические характеристики влияния на инструментальную составляющую
погрешности измерения. 275
12.7. Комплексы нормируемых метрологических характеристик средств измерений.. 277
12.8. Расчет погрешностей средств измерений по нормированным метрологическим
характеристикам.. 279
12.9. Классы точности средств измерений.. 281
Глава 13. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ НАДЕЖНОСТЬ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ.. 286
13.1. Основные понятия теории метрологической надежности.. 286
13.2. Изменение метрологических характеристик средств измерений в процессе эксплуатации.. 288
13.3. Математические модели изменения во времени погрешности средств измерений.. 291
13.3.1. Линейная модель изменения погрешности. 291
13.3.2. Экспоненциальная модель изменения погрешности. 293
13.3.3. Логистическая модель изменения погрешности. 295
13.4. Показатели метрологической надежности средств измерений.. 298
13.5. Метрологическая надежность и межповерочные интервалы.. 302
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 305
Приложение 1. Статистические таблицы... 306
Приложение 2. Список основных государственных стандартов и нормативных
документов в области метрологии 309
Приложение 3. 315
Рабочая программа по курсу "Теоретическая метрология" специальности 190800 "Метрология и метрологическое обеспечение"
ЛИТЕРАТУРА.. 320
Учебное издание
Сергеев Алексей Георгиевич
Крохин Виктор Васильевич
МЕТРОЛОГИЯ
Учебное пособие
Редактор Е.В.Комарова
Переплет Д.Ю. Коночкина
Изд. лиц. ИД № 01670 от 24.04.2000
Налоговая льгота – общероссийский классификатор
Продукции ОК-005-93, том 2: 953000
Подписано в печать 30.11.2000. Формат 60х88/16
Печать офсетная. Бумага офсетная. Гарнитура Школьная
Печ.л. 25,5. Усл.печ.л. 24,7. тираж 5000 экз. Заказ 1484
Издательско-книготорговый дом «Логос»
105318, Москва, Измайловское ш., 4
Отпечатано во ФГУП ИПК «Ульяновский дом печати»
432980, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 14