Измерительные принадлежности

представляют собой вспомогательные устройства, служащие для обеспечения операций измерений, передачи измерительной информации на расстояние, обработки ее результатов и т.п.

К измерительным принадлежностям относятся источники электрического питания средств измерений, коммутаторы, термостаты и т.д.

2 Классификация по метрологическому признаку:

2.1 Рабочие средства измерений предназначены для измерений параметров и характеристик объектов контроля и измерений. К ним относятся:

§ технические устройства;

§ технические процессы;

§ окружающая среда;

§ расход веществ и материалов;

§ показатели жизнедеятельности человека и др.

По условиям применения рабочие средства измерений могут быть:

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

§ производственными, используемыми для обеспечения заданных характеристик технологических процессов, контроля готовой продукции при приемосдаточных испытаниях, ремонте технических устройств и др.

§ полевыми, используемыми непосредственно при эксплуатации таких технических устройств как автомобили, воздушные и морские суда и т.д. К полевым обычно относят и встроенные средства измерений в объекты контроля и измерений, подверженные влиянии. изменяющихся в широких пределах внешних воздействий.

2.2 Отдельную группу средств измерений составляют рабочие эталоны, располагающиеся между рабочими средствами измерений и эталонами. Рабочие эталоны относятся к средствам метрологического обеспечения менее высокой точности, чем эталоны, с помощью которых производится гос. проверка рабочих средств измерений.

Рабочие эталоны подразделяются на разряды от 1-го (наиболее точного после эталона) до 2-го, 3-го и т.д.

2.3 Эталоны — средства измерений, относящиеся к высокоточным мерам и предназначенные для воспроизведения и хранения единицы величины (кратных или дольных значений единицы) с целью передачи ее размера другим средствам измерений.

Средства измерения классифицируются по их месту в поверочной схеме в соответствии с рекомендациями РМГ 29-99 «Метрология. Основные требования и определения»:

• первичный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью (по сравнению с другими эталонами той же единицы);
• вторичный эталон — эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы;
• рабочий эталон — эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерения;
• рабочее средство измерения — предназначенное для измерений техническое средство, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и/или хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

3 Классификация по видам измерений:

• для измерения давления;
• для измерения геометрических величин;
• для измерения механических величин;
• для измерения параметров потока, расхода, уровня и объема;
• для физико-химических измерений;
• для температурных и теплофизических измерений;
• для измерения времени и частоты;
• для измерения электрических величин;
• для радиотехнических измерений;
• для магнитных измерений;
• для акустических измерений;
• для оптических и оптико-физических измерений;
• для измерения ионизирующих излучений.

В соответствии с документом МИ 2314-00 «Кодификатор групп средств измерений» существует также классификация средств измерений по назначению (диагностические, прогнозирующие, контрольные и испытательные), по связи с объектом (встроенные и внешние).

Контрольные вопросы:

1 Меры, воспроизводящие физическую величину одного размера, называются:

2 Эталоны, рабочие эталоны и рабочие средства измерений — такая классификация называется:

3 Гиря с номиналом 1 кг является

4 Измерительным прибором является:

Лекция№13Погрешности измерений

Технический прогресс, совершенствование технологических процессов, производство точных, надежных и долговечных машин и приборов, повышение качества продукции, обеспечение взаимозаменяемости и коопе­рирования производства невозможны без развития метрологии и посто­янного совершенствования техники измерений.

Метрология -наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства. Основные проблемы метрологии: раз­витие общей теории измерений; установление единиц физических величин и их системы; разработка методов и средств измерений, а также методов определения точности измерений; обеспечение единства измерений, едино­образия средств и требуемой точности измерения; установление эталонов и образцовых средств измерений; разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим сред­ствам измерений и др. Важнейшая роль в решении указанных проблем отводится государственной метрологической службе, имеющей научно-исследовательские институты и разветвленную сеть лаборатории государ­ственного надзора и других организаций. Большую роль в развитии метрологии сыграл Д. И. Менделеев, который руководил метрологической службой в России в период 1892—1907 гг.

Под измерением понимают нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специально для этого предназначенных техни­ческих средств.

Основное уравнение измерения имеет вид Q = qU, где Q — значение физической величины, q — числовое значение физической величины в принятых единицах, U — единица физической величины.

Единица физической величины —физическая величина фиксированного размера, принятая по согласованию в качестве основы для количествен­ного оценивания физических величин той же природы.

Измерения производят как с целью установления действительных раз­меров изделий и соответствия их требованиям чертежа, так и для проверки точности технологической системы и подналадки ее для предупреждения появления брака.

Вместо определения числового значения величины для упрощения часто проверяют, находится ли действительное значение этой величины (например, размер детали) в установленных пределах. Процесс получения и обработки информации об объекте (параметрах детали, механизма, процесса и т. д.) с целью определения его годности или необходимости введения управляющих воздействий на факторы, влияющие на объект, называется контролем. При контроле деталей проверяют соответствие действительных значений геометрических, механических, электрических и других параметров допустимым значениям этих параметров.

Для унификации единиц физических величин в международном масштабе создана Международная система единиц СИ.

Погрешность средств измерений.

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.

Погрешность меры характеризует отличие номинального значения меры от истинного значения воспроизводимой ею величины.

Точность СИ – качество, отражающее близость к нулю его погрешности. Например, при погрешности прибора =10^-4 (0,01 %) точность – 10⁴. Возникновение погрешности СИ объясняется рядом причин, в том числе приближенным расчетом характеристик, отличием параметров элементов и узлов прибора от требуемых расчетных значений, старением элементов и узлов, паразитными параметрами элементов, внутренними шумами, изменением влияющих величин и неинформативных параметров входного сигнала и др. Погрешности СИ оцениваются при его поверке.

Поверка СИ – определение метрологической организацией погрешностей СИ и установление его пригодности к применению. Поскольку погрешность во времени может изменяться, поверку проводят с определенной периодичностью.

В зависимости от поведения измеряемой величины во времени различают статическую и динамическую погрешности, а также погрешность в динамическом режиме.

Статическая погрешность СИ (ст) – погрешность СИ, используемого для измерения постоянной величины (например, амплитуды периодического сигнала). Погрешность в динамическом режиме (дин.р.) – погрешность СИ, используемого для измерения переменной во времени величины.

Под погрешностью измерения подразу­мевают отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Точность измерений — качество измерения, отражающее близость их результатов к истинному значению изме­ряемой величины. Количественно точность измерения может быть выражена обратной величиной модуля относительной погрешности.

Абсолютная погрешность измерения — разность между значением величины, полученным при измерении, и ее истинным значением, выражаемая в единицах измеряемой величины.

Относительная погрешность измерения — отношение абсолютной погрешности, изме­рения к истинному значению измеряемой величины.

Систематическая погрешность измерения — составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону при повторных измерениях одной и той же величины; случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, из­меняющаяся при этих условиях случайным образом. Следует выде­лять также грубую погрешность измерения, существенно превышаю­щую ожидаемую погрешность.

В зависимости от последовательности причины возникновения различают следующие виды погрешностей.

Инструментальная погрешность — составляющая погрешности измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств (качества их изготовления).

Погрешность метода измерения — составляющая погрешности измерения, вызванная несовершенством метода измерений.

Погрешность настроили — составляющая погрешности измерения, возникающая из-за несовершенства осуществления процесса настройки.

Погрешность отсчитывания — составляющая погрешности измерения, вызванная недостаточно точным отсчитыванием показаний средств измерений (например, погрешность параллакса).

Погрешность поверки — погрешность измерений при поверке средств измерений. Таким образом, в зависимости от способа выявления следует различать поэлементные (составляющие) и суммарные погрешности измерения.

Результат наблюдения — значение величины, полученное при отдельном наблюдении; результат измерения — значение величины, найденное путем ее измерения, т. е. После обработки результатов наблюдения.

Поправка — значение величины, одноименной с измеряемой, при­бавляемое к полученному при измерении значению величины с целью исключения систематической погрешности.

Сходимость— качество измерений, отражающих близость результатов измерений, выпол­няемых в одинаковых условиях, воспроизводимость — то же, в раз­личных условиях (в разное время, в различных местах, различными методами и средствами). Точность отражает близость к нулю случай­ных и систематических погрешностей средства измерения, правиль­ность — систематических, сходимость — случайных.

Для средств измерения различают статическую погрешность как отклонение по­стоянного значения измеряемой величины на выходе средства изме­рения от истинного ее значения в установившемся состоянии и динамическую погрешность как разность между погрешностью средства измерения в динамическом режиме (в неустановившемся состоянии) и его статической погрешностью, соответствующей значению вели­чины в данный момент времени.

Погрешность средства измерения, возникающая при использо­вании его в нормальных условиях, когда влияющие величины на­ходятся в пределах нормальной области значений, называют основной. Если значение влияющей величины выходит за пределы нор­мальной области значений, появляется дополнительная погрешность.

Обобщенной характеристикой средства измерений, определяе­мой пределами основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измере­ния, является класс точности средства измерений (ГОСТ 8.401—80). Класс точности характеризует свойства средства измерения, но не является показателем точности выполненных измерений, поскольку при определении погрешности измерения необходимо учитывать по­грешности метода, настройки и др.

3 осн.[178-184] ,5 осн {266-275}

Контрольные вопросы:

1.Что такое «Точность измерений» ?

2. Под погрешностью измерения подразу­мевают

3. Перечислить виды погрешностей.

4. Что такое Инструментальная погрешность?

Лекция№14 Международные и региональные организации в области метрологии.

Основные задачи и направления деятельности

Международное сотрудничество в области метрологии и стандартизации осуществляется в рамках международных и региональных организаций, призванных содействовать устранению технических барьеров в торговле путем гармонизации технических требований на продукцию, услуги и процессы в технических регламентах и стандартах, развитию метрологической инфраструктуры и обеспечению единства измерений во всем мире.

На сегодня основные международные организации по метрологии: это Генеральная конференция мер и весов, образованная в результате подписания в 1875 году Метрической конвенции, и Международная организация законодательной метрологии.