Слайд 2
Единая международная система единиц (СИ)
В соответствии с рекомендациями
Х1 Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ) в
1960 году принята единая международная система единиц (СИ).
На ее основе разработан ГОСТ 8.417-81, устанавливающий обязательное применение единиц СИ во всей разрабатываемой и пересматриваемой НД.
я строка
Слайд 3
Три главных признака понятия «измерение»
измерять можно свойства реально
существующих объектов познания (ФВ);
измерение требует проведения опытов (теоретические рассуждения
не могут заменить эксперимента);
Для проведения опыта требуются специальные технические средства – средства измерений.
Измерение – информационный процесс результатом которого является получение измерительной информации (количественной)
я строка
Слайд 4
Международная система единиц СИ содержит семь основных и
две дополнительные единицы
ГОСТ 8.417 устанавливает семь основных физических
величин:
Длина -метр
(м)
Масса - килограмм (кг)
Время - секунда (с)
Термодинамическая температура - кельвин (К)
Количество вещества - моль (моль)
Сила света - кандела (кд)
Сила электрического тока - ампер (А).
я строка
Слайд 5
Дополнительные единицы:
радиан (рад) и - для измерения плоского
угла;
стерадиан (ср) – для измерения линейного угла;
на практике для
измерения углов используют градус (1°= π/180 рад), минуту (1΄=1° /60 = π/10800рад) и секунду (1″=1°/360 = π/64800рад).
Слайд 6
Производные единицы СИ
С помощью основных создается многообразие производных
физических величин и обеспечивается описание любых свойств физических объектов
и явлений.
Производные единицы СИ получены из основных при помощи уравнений связи между физическими единицами.
Единицей силы служит ньютон 1Н = 1кг х м х с-2;
единицей давления - паскаль 1Па = 1кг х м+1 х с-2 и т.д.
Слайд 7
Классификация измерений по характеристике точности
Равноточные – ряд
измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами
измерений и в одних и тех же условиях;
Неравноточные - ряд измерений какой-либо величины, выполненных несколькими различными по точности СИ и (или) в нескольких разных условиях.
Высокоточными СИ являются эталоны:
Эталон единицы величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины, кратных или дольных ее значений с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины.
Слайд 8
Средства передачи информации о размере единицы
Эталоны являются высокоточными
средствами измерений и поэтому используются для проведения метрологических измерений
в качестве средств передачи информации о размере единицы.
Размер единицы передается «сверху-вниз» от более точных средств измерений к менее точным «по цепочке»:
первичный эталон - вторичный эталон -рабочий эталон 0-го разряда - рабочий эталон 1-го разряда - рабочее средство измерений
Слайд 9
Метрологические характеристики
Метрологические свойства средств измерений – это свойства,
влияющие на результат измерений и его погрешность.
Показатели метрологических свойств
являются их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками.
я строка
Слайд 10
Все метрологические свойства средств измерений делятся на
две группы:
Свойства, определяющие область применения СИ.
Свойства, определяющие качество измерения.
К таким свойствам относятся точность, сходимость и воспроизводимость.
я строка
Слайд 11
Погрешность измерения
Наиболее широко в метрологической практике используется свойство
точности измерений, которое определяется погрешностью.
Погрешность измерения – разность между
результатом измерения и истинным значением измеряемой величины.
Слайд 12
Точность измерений СИ
Точность измерений СИ – качество измерений,
отражающее близость их результатов к действительному (истинному) значению измеряемой
величины.
Точность определяется показателями абсолютной и относительной погрешности.
Слайд 13
Абсолютная и относительная погрешность
Абсолютная погрешность определяется по формуле:
Хп= Хп - Х0, где: Хп –
погрешность поверяемого СИ;
Хп – значение той же самой величины, найденное с помощью поверяемого СИ.
Х0 - значение СИ, принятое за базу для сравнения, т.е. действительное значение.
Однако в большей степени точность средств измерений характеризует относительная погрешность, т.е. выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению величины, измеряемой или воспроизводимой данным СИ.
ретья строка
Слайд 14
В стандартах нормируют характеристики точности, связанные и с
другими погрешностями:
Систематическая погрешность – составляющая погрешности результата измерения, остающаяся
постоянной или закономерно изменяющейся при повторных измерениях одной и той же величины.
Такая погрешность может проявиться, если смещен центр тяжести СИ или СИ установлен не на горизонтальной поверхности.
строка
Слайд 15
Погрешность
Случайная погрешность – составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся
случайным образом в серии повторных измерений одного и того
же размера величины с одинаковой тщательностью.
Погрешность измерений не должна превышать установленных пределов, которые указаны в технической документации к прибору или в стандартах на методы контроля (испытаний, измерений, анализа).
строка
Слайд 16
Поверка средств измерений
Чтобы исключить значительные погрешности, проводят регулярную
поверку средств измерений, которая включает в себя
совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы или другими уполномоченными органами с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.
строка
Слайд 17
Класс точности СИ
Класс точности средств измерений –
обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых
погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в нормативных документах. Для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам, в совокупности отражающим уровень точности СИ данного класса.
Класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность измерений этого класса.
Строка
Слайд 18
Обозначение классов точности
Если пределы допускаемой основной погрешности выражены
в форме абсолютной погрешности СИ, то класс
точности обозначается прописными буквами римского алфавита.
Классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, присваиваются буквы, находящиеся ближе к началу алфавита.
я строка
Слайд 19
Обозначения класса точности
Для СИ, пределы допускаемой основной погрешности
которых принято выражать в форме относительной погрешности, обозначаются
числами, которые равны этим пределам, выраженным в процентах.
Обозначения класса точности наносят на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводят в нормативных документах.
СИ с несколькими диапазонами измерений одной и той же физической величины или предназначенным для измерений разных физических величин могут быть присвоены различные классы точности для каждого диапазона или для каждой измеряемой величины.
Строка
Слайд 20
Присваивание класса точности
Классы точности присваиваются при разработке СИ
по результатам приемочных испытаний.
В связи с
тем, что при эксплуатации их метрологические характеристики обычно ухудшаются, допускается понижать класс точности по результатам поверки.
я строка
Слайд 21
Значение физической величины
Под истинным значением физической величины понимается
значение, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном
отношениях соответствующие свойства технической системы через ее выходной параметр. Поскольку истинное значение физической величины есть идеальное значение, найденное экспериментальным методом, например, с помощью более точных СИ.
Строка
Слайд 22
Проектирование измерений
Анализ измерительной задачи с выяснением возможных источников
погрешностей.
Выбор показателей точности измерений.
Выбор числа измерений, метода и СИ.
Формулирование
исходных данных для расчета погрешности.
Расчет отдельных составляющих и общей погрешности;
Расчет показателей точности и сопоставление их с выбранными показателями.
Слайд 23
Можно выделить виды измерений в зависимости от их
цели:
контрольные;
диагностические;
прогностические;
лабораторные;
технические;
эталонные;
проверочные;
абсолютные;
относительные.
Слайд 24
Прямые измерения
Наиболее простыми являются прямые измерения, состоящие в
том, что искомую величину находят из опытных данных путем
экспериментального сравнения.
К примеру, длину измеряют непосредственно линейкой,
температуру - термометром, силу - динамометром.
Уравнение прямого измерения: y=Сx,
где С - цена деления СИ.
Строка
Слайд 25
Косвенные измерения
Если искомую величину определяют на основании известной
зависимости между этой величиной и величинами, найденными прямыми измерениями,
то этот вид измерений называют косвенным.
Например, объем параллелепипеда находят умножением трех линейных величин: длины, ширины и высоты; электрическое сопротивление путем деления напряжения на силу электрического тока.
Уравнение косвенного измерения: Y=f(x1,x2……xn),
где xi - i-й результат прямого измерения.
Слайд 26
Совокупные измерения
Совокупные измерения осуществляются одновременным измерением нескольких одноименных
величин, при которых искомое значение находят решением системы уравнений,
получаемых в результате этих величин.
При определении взаимоиндуктивности катушки М, к примеру, используют два метода: сложение и вычитание полей. Если индуктивность одной из них L1, а другой L2, то находят L01 = L1+ L2 + 2M и L02 = L1 + L2 - 2М.
Отсюда М = (L01-L02)/4.
Слайд 27
Совместные измерения
Совместными называют производимые одновременно (прямые и косвенные)
измерения двух или нескольких не одноименных величин. Целью этих
измерений является нахождение функциональной связи между величинами.
Слайд 28
Например,совместные измерения:
Cопротивление Rt проводника при фиксированной температуре t
определяют по формуле: Rt=R0(1+αΔt),
Где R0 и α - соответственно
сопротивление при известной температуре t0 (обычно 20˚С) и температурный коэффициент (эти величины постоянные и изменены косвенным методом);
Δt=t-t0 - разность температур;
t- заданное значение температуры, измеряемое прямым методом.
Слайд 29
Прямые измерения основа более сложных измерений
Поэтому целесообразно рассмотреть
методы прямых измерений:
Метод непосредственной оценки, при котором величину определяют
непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора, например, измерение давления пружинным манометром, массы - на весах, силы электрического тока - амперметром.
Слайд 30
Метод сравнения с мерой
Измеряемую величину сравнивают с величиной,
воспроизводимой мерой.
Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешением
гирей или измерение напряжения постоянного тока на компрессоре сравнением с ЭДС параллельного элемента.
Слайд 31
Метод противопоставления
Измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно
воздействуют на прибор сравнения.
Например:
определение массы на равноплечих весах с
помещением измеряемой массы и уравновешиванием ее гирь на двух чашках весов.
я строка
Слайд 32
Дифференциальный метод
Дифференциальный метод, характеризуемый измерением разности между измеряемой
величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой.
Метод позволяет получить
результат высокой точности при использовании относительно грубых средств измерений.
Слайд 33
Нулевой метод
Нулевой метод, аналогичен дифференциальному, но разность между
измеряемой величиной и мерой сводится к нулю.
При этом
нулевой метод имеет то преимущество, что мера может быть во много раз меньше измеряемой величины.
Слайд 34
Метод замещения
Метод замещения, состоящий в том, что измеряемую
величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.
Например, взвешивание с
поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов.
Слайд 35
Метод совпадений
Метод совпадений, заключающийся в том, что разность
между сравниваемыми величинами измеряют, используя совпадение отметок шкал или
периодических сигналов.
К примеру, при измерении длины штангенциркулем наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса.
Слайд 36
Термин "точность измерений"
Степень приближения результатов измерения к некоторому
действительному значению, не имеет строгого определения и используется для
качественного сравнения измерительных операций.
