Основное уравнение измерений
Итак, если имеется некоторая величина X, принятая для нее единица измерения равна [X], то значение физической величины
X=q[X], (1)
где q — числовое значение величины X.
Например, за единицу измерения напряжения электрического тока принят 1 В. Тогда значение напряжения электрической сети
U= q [U] = 220 [1 В] = 220 В.
Здесь числовое значение q= 220. Но если за единицу напряжения принять [1 кВ], то U = q [U] = 0,22 [1 кВ] = 0,22 кВ, т. е. числовое значение q= 0,22.
Уравнение (1) называется основным уравнением измерений,показывающим, что числовое значение величины зависит от размера принятой единицы измерения.
6. Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. [1]
Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах и в разное время, с использованием разных методов и средств измерений
Фз 102
7. Типы шкал
Шкала ФВ - это упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины.
Различают следующие типы шкал измерений:
шкалы наименований (шкала классификации) характеризуются оценкой (отношением) эквивалентности различных качественных проявлений свойства. Эти шкалы не имеют нуля и единицы измерений, в них отсутствуют отношения сопоставления типа «больше - меньше». Это самый простой тип шкал. Пример шкалы наименований: шкалы цветов, представляемые в виде атласов цветов. При этом процесс измерений заключается в достижении (например, при визуальном наблюдении) эквивалентности испытуемого образца с одним из эталонных образцов, входящих в атлас цветов;
шкалы порядка (шкала рангов) описывают свойства величин, упорядоченные по возрастанию или убыванию оцениваемого свойства, т.е. позволяют установить отношение больше/меньше между величинами, характеризующими это свойство. В этих шкалах может в ряде случаев иметься нуль (нулевая отметка), но принципиальным для них является отсутствие единицы измерения, поскольку невозможно установить, в какое число раз больше или меньше проявляется свойство величины. Примеры шкал порядка: шкалы измерения твердости минералов (шкала Мооса: тальк – 1, алмаз – 10), 12-ти балльная шкала Бафорта для измерения силы морского ветра, шкала землетрясений;
шкалы интервалов (разностей)описывают свойства величин не только с помощью отношений эквивалентности и порядка, но также и с применением отношений суммирования и пропорциональности интервалов (разностей) между количественными проявлениями свойства. Шкалы интервалов могут иметь условно выбранное начало - нулевую точку. К таким шкалам, например, относятся летоисчисление по различным календарям, в которых за начало отсчета принято либо сотворение мира, либо Рождество Христово, температурные шкалы Цельсия, Фаренгейта, Реомюра.
Шкала интервалов величины Q описывается уравнением:
Q = Q0 + q [Q],
где q - числовое значение величины, Q0 - начало отсчета шкалы; [Q] - единица рассматриваемой величины. Такая шкала определяется заданием начала отсчета Q0шкалы и единицы величины [Q];
шкалы отношенийописывают свойства величин, для множества количественных проявлений которых применимы логические отношения эквивалентности, порядка и пропорциональности; а для некоторых шкал также отношение суммирования. В шкалах отношений существует естественный нуль и по согласованию устанавливается единица измерения.
8. Правила алгебы размероностей.Размерность, по сути дела, является формализованным отражением качественного различия измеряемых величин. Размерность обозначается символом dim.
Размерность основных физических величин обозначается соответствующими заглавными буквами, например: длина – L; масса –M; время –T.
Для определения размерности производных величин руководствуются следующими правилами:
Размерности правой и левой частей уравнения не могут не совпадать, так как сравнивать можно только одинаковые свойства;
алгебра размерностей мультипликативная, то есть состоит из умножения, деления и возведения в степень.
Из этого правила вытекают три следствия:
размерность произведения нескольких величин равна произведению размерностей этих величин:
размерность частного при делении одной величины на другую равна отношению их размерностей:
Размерность любой величины возведенной в некоторую степень равна ее размерности возведенной в ту же степень:
существует несколько видов измерений. При их классификации обычно исходят из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.
Виды измерений
1) По характеру зависимости измеряемой величины от времени
а)статические - имеют место, когда измеряемая величина практически постоянна (измерения размеров тела, постоянного давления);
б) динамические, связанные с величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения (измерения пульсирующих давлений, вибраций).
2) По способу получения результатов
а) Прямые измерения — измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных путем ее непосредственного сравнения с мерой. (измерение давления, температуры и др.).
б) Косвенные измерения — измерения, при которых искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами
в) Совокупные измерения — это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин.при которых искомую определяют решением системы уравнений,
г) Совместные измерения — это производимые одновременно измерения двух или нескольких неоднородных физических величин для нахождения зависимостей между ними
3) По условиям, определяющим точность результата
а) Измерения максимально возможнойточности,достижимой при существующем уровне техники.
б) Контрольно-поверочные измерения,погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения.
в) Технические измерения,в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений.
4) По способу выражения результатов измерений
а) Абсолютными
б)Относительныминазываются
5) По характеру изменения измеряемой величины измерения
а) Статические — применяют для измерения случайных процессов, а затем для определения среднестатистической величины;
б) Постоянные — используют для контроля непрерывных процессов.
6) По количеству измерительной информации измерения
а) Однократные измерения— это одно измерение одной величины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями.
б) Многократные измерения— характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Преимущество многократных измерений — значительное снижение влияний случайных факторо
10. Метод измерений — совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Средствами измерений являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства.
Различают методы непосредственной оценки и методы сравнения.
При измерении методом непосредственной оценки искомое значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству средства измерения, которое проградуировано в соответствующих единицах.
Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой Метод сравнения с мерой имеет несколько разновидностей: нулевой метод, дифференциальный метод, метод замещения и метод совпадений.
Нулевой метод (или метод полного уравновешивания) — метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и встречного воздействия меры на сравнивающее устройство сводят к нулю.
При дифференциальном методе полное уравновешивание не производят, а разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, отсчитывается по шкале прибора.
Метод замещения — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.
В методе совпадений разность между измеряемой величиной и величиной воспроизводимой мерой измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов.
Виды контроля
Контроль - это процесс получения и обработки информации об объекте (параметре детали, механизма, процесса и т. д.) с целью определения его годности или необходимости введения управляющих воздействий на факторы, влияющие на объект.
Классификация видов контроля
1) По возможности (или невозможности) использования продукции после выполнения контрольных операций различают неразрушающий и разрушающий контроль.
2) По характеру распределения по времени различают непрерывный, периодический и летучий контроль.
Непрерывный контроль состоит в непрерывной проверке соответствия контролируемых размеров (или значений) нормам в течение всего процесса изготовления или определённой стадии жизненного цикла.
При периодическом контроле измерительную информацию получают периодически через установленные интервалы времени .
Летучий контроль проводят в случайные моменты времени.
3) В зависимости от исполнителя контроль разделяется на: самоконтроль, контроль мастером, контроль ОТК (отделом технического контроля) и инспекционный контроль (специально уполномоченными представителями). Инспекционный контроль в зависимости от того, какая организация уполномочила представителя проводить контроль подразделяется на: ведомственный, межведомственный, вневедомственный, государственный (выполняемый контролёрами Госстандарта).
4) По стадии технологического (производственного) процесса отличают входной, операционный и приёмочный (приёмосдаточный) контроль.
Входному контролю подвергают сырьё, исходные материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия, техническую документацию и т.п., иначе говоря, всё то, что используется при производстве продукции или её эксплуатации.
Операционный контроль ещё незавершённой продукции проводится на всех операциях производственного процесса.
Приёмочный контроль готовых, сборочных и монтажных единиц осуществляется в конце технологического процесса.
5) По характеру воздействия на ход производственного (технологического) процесса контроль делится на активный и пассивный.
При активном контроле его результаты непрерывно используются для управления технологическим процессом. Можно сказать, что активный контроль совмещён с производственным процессом в единый контрольно-технологический процесс. Как правило, он выполняется автоматически.
Пассивный контроль осуществляется после завершения либо отдельной технологической операции, либо всего технологического цикла изготовления детали или изделия. Он может бать ручным, автоматизированным и автоматическим.
6) В зависимости от места проведения различают подвижный и стационарный контроль.
Подвижный контроль проводится непосредственно на рабочих местах, где изготавливается продукция (у станка, на сборочных и настроечных стендах и т.д.).
Стационарный контроль проводится на специально оборудованных рабочих местах. Он применяется при необходимости создания специальных условий контроля; при наличии возможности включения в технологический цикл стационарного рабочего места контролёра; при использовании средств контроля, которые применяются только в стационарных условиях; при крупносерийном и массовом производстве.
7) По объекту контроля отличают контроль качества выпускаемой продукции, товарной и сопроводительной документации, технологического процесса, средств технологического оснащения, прохождения рекламации, соблюдения условий эксплуатации, а также контроль технологической дисциплины и квалификации исполнителей.
8) По числу измерений отличают однократный и многократный контроль.
9) По способу отбора изделий, подвергаемых контролю, отличают сплошной и выборочный контроль.