3.10.5. Методы измерения температуры.

Диапазон измеряемых температур распространяется от долей градуса до десятков тысяч градусов термодинамической температурной шкалы. {3К26}

Для измерения температуры до 1100 ⁰С используется температурная зависимость электрического сопротивления металлов, до 2500 ⁰С – температурная зависимость ЭДС термопар. При измерении температуры в узком диапазоне используется температурная зависимость электрического сопротивления полупроводников. Все названные варианты соответствуют контактным методам измерения температуры: ИП находится в соприкосновении с объектом, температура которого измеряется.

Существуют и бесконтактные методы – измерение температуры по тепловому излучению. Соответствующие приборы получили название пирометров.(Пирометр – от греч. pyr – огонь). Название традиционное, но не очень удачное, потому что оно распространяется не только на приборы измеряющие высокие температуры расплавленных металлов и сплавов, но и низкие, меньше 100 ⁰С, по инфракрасному излучению, когда никакого огня нет. Пирометры здесь не рассматриваются. Подробные сведения о них можно найти в [1] и [4].

ВОПРОСЫ:

1. Какие измерительные преобразователи используются для измерения линейных размеров?

2. Какие измерительные преобразователи используются для измерения механических напряжений?

3. Какие измерительные преобразователи используются для измерения механических усилий?

4. Какие параметры движения Вам известны? Назовите примерные значения диапазонов измерения параметров движения.

5. Какие измерительные преобразователи используются для измерения параметров движения?

6. Какие методы измерения температуры Вам известны?

ЛИТЕРАТУРА к разделу 3.

1. Туричин А.М. Электрические измерения неэлектрических величин. – 4-е изд. – М.-Л.: изд-во «Энергия», 1966. – 690 с.: ил.

2. Нуберт Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин (перевод с англ.). – Л.: изд-во «Энергия», 1970. – 360 с.: ил.

3. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов/Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др.: Под ред. Е.М. Душина. – 6-е изд., – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ие, 1987. – 480 с.: ил.

4. Куинн Т. Температура (перевод с англ.). – М.: изд-во «Мир», 1985. – 448 с., ил.

4. Метрологическое обеспечение.

4.1. Основы метрологического обеспечения.

4.1.1.Определение.

Метрологическое обеспечение (МО) – это установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений [1].

4.1.2. Четыре основы мо.

Четыре основы МО:

• научная;

• организационная;

• нормативная;

• техническая.

Их содержание показано на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Содержание четырёх основ метрологического обеспечения.

4.1.3. Нормативная база мо.

Конституционная норма.

Вся метрологическая деятельность в РФ основывается на конституционной норме (Конституция Российской Федерации, статья 71), которая:

• устанавливает, что в федеральном ведении находятся стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени;

• закрепляет централизованное руководство основными вопросами законодательной метрологии, такими как единицы ФВ, эталоны и др.

В развитие этой конституционной нормы приняты федеральные законы «Об обеспечении единства измерений» [2] и «О техническом регулировании» [3].

Закон «Об обеспечении единства измерений»

Основными целями Закона «Об обеспечении единства измерений» являются:

• установление правовых основ обеспечения единства измерений в РФ;

• регулирование отношений государственных органов управления с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений;

• защита прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

• содействие прогрессу на основе создания и применения государственных эталонов единиц физических величин;

• гармонизация российской системы измерений с мировой практикой.

Закон закрепляет ряд основных понятий метрологии. Одним из главных является единство измерений. {4К1}

Кроме этого, в Законе даны определения таких понятий, как средство измерений, эталон единицы величины, метрологическая служба, метрологический контроль и надзор, поверка и калибровка средства измерений, сертификат об утверждении типа средств измерений, аккредитация на право поверки средств измерений, лицензия на изготовление (ремонт, продажу, прокат) средств измерений, сертификат о калибровке. Приведенные определения соответствуют официальной терминологии Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ).

Закон устанавливает, что государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в РФ осуществляет Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России) {4К2}, и определяет его цели, задачи, компетенцию, ответственность и полномочия.

Закон определяет, что в Российской Федерации допускаются к применению единицы физических величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные МОЗМ. Государственные эталоны единиц величин используются в качестве исходных для передачи их размеров всем средствам измерений данных величин на территории России.

Закон требует, чтобы средства измерений соответствовали условиям эксплуатации и установленным требованиям, разрабатываемым на основе рекомендаций Госстандарта. Решения об отнесении технического устройства к средствам измерений и установлении интервалов между поверками принимает Госстандарт России. Измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками. Порядок разработки и аттестации методик выполнения измерений устанавливает также Госстандарт.

Закон определяет Государственную метрологическую службу и иные государственные службы обеспечения единства измерений, метрологические службы государственных органов управления РФ и юридических лиц, их задачи и полномочия. Кроме того, он задает виды, полномочия, зоны ответственности и порядок осуществления государственного метрологического конт­роля и надзора, осуществляемого Государственной метрологической службой Госстандарта России. В областях, где надзор и контроль не применяются, используются правила, введенные положением Российской системы калибровки.

Закон «Об обеспечении единства измерений» укрепляет правовую основу для международного сотрудничества в области метрологии.

Государственная система обеспечения единства измерений

Положения закона «Об обеспечении единства измерений» были расширены Государственной системой обеспечения единства измерений (ГСИ). Она представляет собой комплекс нормативных документов межрегионального и межотраслевого уровней, устанавливающих правила, нормы, требования, направленные на достижение и поддержание единства измерений в стране (при требуемой точности), утверждаемых Госстандартом. Основными объектами ГСИ являются:

– единицы ФВ;

– государственные эталоны и общесоюзные поверочные схемы;

– методы и средства поверки средств измерений (СИ);

– номенклатура и способы нормирования метрологических характеристик СИ;

– нормы точности измерений;

– формы представления результатов и показателей точности измерений;

– методики выполнения измерений;

– термины и определения в области метрологии;

– организация и порядок проведения государственных испытаний СИ, поверки и метрологической аттестации СИ и испытательного оборудования; калибровки СИ, метрологической экспертизы нормативно-технической, проектной, конструкторской и технологической документации, а также экспертизы и данных о свойствах материалов и веществ.

Нормативные документы

Текущая метрологическая деятельность регламентируется постановлениями Правительства РФ.

Для реализации положений закона «Об обеспечении единства измерений» и постановлений Правительства РФ разрабатываются и принимаются подзаконные акты – нормативные документы – документы, устанавливающие правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных ви­дов деятельности или их результатов.

К нормативным документам по метрологии, действующим на территории России, относятся следующие:

• Стандарт. Согласно [3, статья 2], это документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения.

• Технические условия (ТУ) – нормативный документ, устанавливающий технические требования, которым должна удовлетворять продукция, процесс или услуга. Технические условия на конкретную продукцию (услугу) утверждаются предприятием-разработчи­ком, как правило, по согласованию с предприятием-заказчиком (потребителем).

• Правила (ПР) по стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации представляют собой нормативный документ, устанавливающий обязательные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки, методы выполнения.

• Рекомендации (Р) (в том числе и межгосударственные РМГ) по стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации являются нормативными документами, содержащими добровольные для при­менения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ, а также рекомендуемые правила выполнения этих работ.

• Методические инструкции (МИ) и руководящие документы (РД) являются нормативными документами методического содержания.