Раздел 1 основы метрологии

Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ В МЕТРОЛОГИЮ

1. Основные понятия

Метрология – наука об измерениях (ДСТУ 2681).

Части метрологии:

• научно-теоретическая метрология;

• законодательная метрология;

• прикладная метрология.

Измерение – отображение физической величины ее значением путем эксперимента и вычислений с помощью специальных технических средств.

Принцип измерения – совокупность явлений, на которых основано измерение.

Методика измерений – совокупность процедур и правил для получения результатов с необходимой точностью.

Электроизмерительная техника – совокупность электрических средств измерений и способов их применения для получения измерительной информации.

2. Виды измерений

Вид измерений – способ получения значения измеряемой величины.

Виды измерений:

• прямые;

• косвенные.

• Прямые измерения: Х = Х_изм;

– значение измеряемой величины находится непосредственно по показанию прибора.

Пример:

• Непрямые измерения:

• косвенные: Х = F (Х₁, Х₂; Х₃ …);

– значение измеряемой величины находится по известной зависимости от других величин, измеренных прямым способом.

Пример:

Применяют:

• при отсутствии приборов прямого измерения;

• при невозможности применения приборов прямого измерения;

• если можно получить более высокую точность.

• совокупные:

– значение измеряемой величины находится из решения системы уравнений, составленной на основании результатов измерений:

F₁ (Х₁, Х₂; Х₃ …) = 0,

F₂ (Х₁, Х₂; Х₃ …) = 0.

Пример: измерение сопротивлений, соединенных в треугольник:

• совместные:

– на основании прямых и (или) косвенных измерений находится зависимость между величинами.

Пример: нахождение зависимости R = R₀ (1 + αT).

3. Методы измерений

Метод измерения – способ использования принципов и средств измерений для получения измерительной информации.

Методы измерения:

• метод непосредственной оценки;

• методы сравнения:

  • Метод непосредственной оценки:

– значение измеряемой величины определяется непосредственно по отсчетному устройству прибора.

• Методы сравнения:

– значение измеряемой величины определяется путем сравнения с известной величиной (мерой).

• сопоставления

– измеряемая величина Х_изм сравнивается одновременно со всеми уровнями известной величины Х₀ (меры);

• совпадения

– Х_изм сравнивается с Х₀ по совпадению отметок шкал или периодических сигналов.

• д ифференциальный

– измеряется разность между Х_изм и Х₀.

Пример:

Е_х = Е₀ + ΔЕ;

• уравновешивания (нулевой)

– разность между Х_изм и регулируемой Х₀ сводится к нулю.

Пример:

Е_х = Е₀;

• замещения

– к прибору поочередно подключаются Х_изм и регулируемая Х₀.

Пример:

при одинаковых показаниях прибора α₁ = α₂ и Е_х = Е₀.

4. Средства измерительной техники

Средства измерительной техники (СИТ) – технические средства для выполнения измерений, имеющие нормированные метрологические характеристики.

СИТ: ● средства измерений;

● измерительные устройства.

• Средства измерений

• измерительные приборы (аналоговые, цифровые, виртуальные);

• регистрирующие средства

– регистрируют сигналы измерительной информации;

• кодовые средства (АЦП)

– преобразуют аналоговую измерительную информацию в кодовый сигнал;

• измерительные каналы

– совокупность средств измерительной техники, средств связи и др. для создания сигнала измерительной информации одной измеряемой величины;

• измерительные системы

– совокупность измерительных каналов и измерительных устройств для создания измерительной информации нескольких измеряемых величин.

• Измерительные устройства

• меры (эталоны, образцовые, рабочие);

• измерительные преобразователи (электрических, магнитных, неэлектрических величин; масштабные, функциональные);

• вычислительные компоненты

– совокупность средств ВТ и программного обеспечения для выполнения вычислений в процессе измерения.