Государственная система обеспечения единства измерения(ГСИ)
ГСИ представляет собой комплекс нормативных документов ОЕИ межрегиональных и межотраслевых уровней, установ правила и нормы, требования, направленные на достижение и поддержание ЕИ.
ГСИ – ГОСТ 8563-96 «ГСИ. Методики выполнения измерений»
ОЕИ осуществляется на уровнях: государственном; на уровне федеральных органов исполнительной власти; юридического лица.
Основные объекты ГСИ:
-единицы ФВ
-гос эталоны и поверочные схемы
- методы и средства поверки СИ
-номенклатура и способы нормирования метрологических характеристик СИ
-нормы точности измерений
- способы выражения и формы представления результатов и показателей точности измерений
-методики выполнения измерений
-требования к стандартным образцам свойств веществ и материалов
-организация и порядок проведения гос испытаний СИ, поверки и метрологической аттестации СИ, их калибровки и т п
Состоит из трех систем : правовая; техническая; организационная.
Правовая база делится на законодательную и нормативную базу.
Законодательная база – федеральные законы ( конституция РФ; «Об обеспечении единств измерений»; «О техническом регулировании»; другие законодательные акты.
Нормативная база ГСИ – это более 2500 обязательных и рекомендательных документов: государственные и межгосуд-ые стандарты (ГОСТ); правила по метрологии(ПР); методические инструкции; руководящие документы(РД); методические указания.
Техническая система ГСИ: госуд эталоны; установки высокой точности; рабочие эталоны; стандартные образцы состава и св-в веществ и материала.
Эталонная база России состоит из: -11 госуд эталонов
- 76 установок высшей точности
-около 15 млн рабочих эталонов и средств испытаний
-более 8000 типов стандартных образцов
Организационная подсистема ГСИ: - госуд-я метрологическая служба
- иные госуд метрологическе службы
- метрологические службы федеральных органов исполнительной власти и юрид лиц.
14 Универсальные и специальные средства измерения (примеры) и их метрологические характеристики
Средством измерения (СИ) называется техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
Средства измерения по назначению можно разделить на универсальные и специальные. Специальныминазываются средства измерения, предназначенные для измерения специфичных элементов у деталей определенной геометрической формы или для измерения значений специальных параметров у деталей вне зависимости от их геометрической формы.
К специальным средствам измерения деталей определенной геометрической формы относятся:
- калибры;
- приборы для измерения углов;
- приборы для измерения элементов резьбы;
- приборы для измерения элементов зубчатых колес;
- средства механизации и автоматизации контроля.
К специальным средствам измерения значений специальных параметров относятся:
- приборы для измерения шероховатости поверхности;
- приборы для измерения отклонений формы и расположения поверхностей.
К универсальным средствам измерений относятся:
- концевые меры длины. Мерой называется средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.
К универсальным измерительным инструментам относятся штангенциркули, предназначенные для измерения наружных и внутренних размеров, микрометрические измерительные инструменты.
Метрологические характеристики (свойства) средств — это такие характеристики, которые предназначены для оценки технического уровня и качества средства измерения, для определения результатов измерения и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерения.
Характеристики, предназначенные для определения результатов измерения (без введения поправки):
функция преобразования измерительного преобразователя,
значение однозначной или многозначной меры;
цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;
вид выходного кода, число разрядов кода.
Характеристики погрешностей средств измерения — характеристики систематической и случайной составляющих погрешностей, вариация выходного сигнала средств измерения либо характеристика погрешности средств измерения.
Характеристики чувствительности средств измерения к влияющим величинам — функция влияния или изменение значений метрологических характеристик средств измерения, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах.
Динамические характеристики средств измерения подразделяют на полные и частные. К полным динамическим характеристикам относят: переходную, амплитудно-фазовую и импульсную характеристики, передаточную функцию, к частным — время реакции, коэффициент демпфирования, постоянную времени, значение резонансной собственной круговой частоты.
Эталоны и рабочие средства измерения (примеры)
Средстваизмерений (СИ) можно разделить на эталоны и рабочие средства измерений.
Рабочие средства измерений применяют для определения параметров (характеристик) технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и т.д.
Рабочие средства измерений - такие средства, которые применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц.
Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляются с помощью первичных, вторичных и рабочих эталонов. Рабочие эталоны раньше назывались образцовыми средствами измерений.
Эталон – это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы физической величины (ФВ) с целью передачи её размера другим средствам измерений.
Эталон, воспроизводящий единицу с наивысшей в стране точностью, называется государственным первичным эталоном. Эталон единицы физической величины воспроизводят с практически наивысшей достижимой точностью па основе физических принципов на специальных установках.
в качестве эталона единицы длины утвержден метр - длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.
За эталон времени принята секунда, равная 9192631770 периодам излучения,
За единицу количества вещества принят моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов частиц, сколько атомов содержится в 12,000 г углерода-12.
В качестве эталона единицы силы света принята (кандела) - сила света в заданном направлении источника,
В качестве эталона единицы силы тока принят ампер - сила неизменяющегося во времени элек-трического тока
Эталон термодинамической температуры - кельвин, составляющий 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.
От эталона единица величины передаётся разрядным эталонам, а от них – рабочим средствам измерений.
Эталон должен обладать тремя существенными признаками: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.
Неизменность – свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимости единицы ФВ в течение длительного интервала времени.
Воспроизводимость – возможность воспроизведения единицы ФВ с наименьшей погрешностью для достигнутого уровня развития техники измерений.
Сличаемость – возможность обеспечения сличения с эталоном других средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, с наибольшей точностью для достигнутого уровня развития техники измерений.
Виды и методы измерений ( с примерами)
Прямые измерения – это измерения, при которых результат измерения получают непосредственно из опытных данных, не проводя их дополнительной логической и вычислительной обработки.
Примерами прямых измерений могут служить измерения электрической мощности с помощью ваттметра или электрического сопротивления резистора с помощью омметра. Результат измерения при этом считывается непосредственно со шкалы измерительного прибора.
Косвенные измерения– это измерение, при котором результат измерения находят на основании известной зависимости между измеряемой величиной и другими физическими величинами, которые и подвергаются прямым измерениям, после чего с использованием данной зависимости вычисляется результат измерения.
Примерами косвенных измерений являются измерения электрической мощности и сопротивления методом амперметра и вольтметра.
Совместные(или совокупные) измерения – это измерения, при которых результат получается на основании совокупности прямых измерений нескольких разнородных величин для нахождения зависимости между ними путем решения полученной системы уравнений.
Примером совместных измерений может служить измерение коэффициентов температурной зависимости электрического сопротивления проводника.
В зависимости от характера и способа участия меры в процессе измерения различают метод непосредственной оценки и метод сравнения.
Метод непосредственной оценкизаключается в том, что вся измеряемая величина оценивается непосредственно по показаниям заранее градуированного измерительного прибора, а мера прямого участия в данном эксперименте не принимает.
Здесь имеет место лишь косвенное участие меры, т.к. с помощью меры проводилась градуировка шкалы данного прибора.
Метод сравнения характеризуется тем, что в процессе измерения непосредственное участие принимает регулируемая (многозначная) или нерегулируемая мера, с которой сравнивается измеряемая величина.
По методике осуществления процесса сравнения различают три основных разновидности метода сравнения:
Нулевой метод, который характеризуется тем, что измеряемая величина сравнивается с регулируемой мерой и в процессе сравнения производится регулирование меры до тех пор, пока она полностью не сравняется с измеряемой величиной.
Дифференциальный (разностный) метод, при котором по показаниям измерительного прибора непосредственной оценки оценивается не вся измеряемая величина, а разность между этой величиной и нерегулируемой мерой.
Метод замещения заключается в том, что к измерительному прибору поочередно подключается измеряемая величина и регулируемая мера, и процесс сравнения заключается в том, что путем регулировки меры добиваются того же показания прибора, которое было при подключении к нему измеряемой величины.
В зависимости от характера изменения измеряемой величины в процессе измерения различают статические и динамические измерения.
Статическими называют измерения, при которых измеряемая величина в процессе измерения остается неизменной.
Динамическиминазывают измерения, при которых измеряемая величина изменяется в процессе измерения.