1.1.2. Фізичні величини

Поняття фізичної величини - це найзагальніше поняття у фізиці та метрології. Під фізичною величиною слід розуміти властивість, спільну в якісному відношенні для багатьох матеріальних об'єктів та індивідуальну в кількісному відношенні для кожного з них. Так, усі об'єкти мають масу і температуру, проте для кожного окремого об’єкта як маса, так і температура різні та конкретні за певних обставин.

Визначення основних одиниць відповідно до рішення Генеральної конференції з мір і ваги:

метр - довжина шляху, який проходить світло у вакуумі за 1/29792І5 частину секунди;

кілограм - одиниця маси, що дорівнює масі Міжнародного прототипу кілограма;

секунда - 9 192 631 770 періодів випромінювання переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133;

ампер - сила незмінного струму, який, проходячи через два паралельних прямолінійних провідники нескінченної довжини і занадто малого круглого перерізу, що розміщені на відстані метра один від одного у вакуумі, утворив би між провідниками силу в 2-10^-7 Н на кожний метр довжини;

кельвін - одиниця термодинамічної температури - 1/273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води;

кандела - сила світла, що випромінюється з площі у 1/600000 м² перерізу повного випромінювача у перпендикулярному до цього перерізу напрямку при температурі затвердіння платини та тиску 101325 Па;

моль - кількість речовини, яка вміщує стільки ж молекул (атомів, частинок), скільки вміщується атомів у нукліді вуглецю-12 масою в 0,012 кг.

1.1.3. Засоби вимірювальної техніки

До засобів вимірювань відносять пристрої з нормованими метрологічними характеристиками, які використовують при вимірах.

Розрізняють наступні групи вимірів:

міра - засіб вимірювань, призначений для відтворення фізичної величини заданого розміру (гирі; кінцеві міри довжини; лінійні міри, що відтворюють фізичні величини одного розміру - міліметр, сантиметр, метр; вимірювальні колби; конденсатори постійної ємності; калібри, шаблони; стандартні зразки речовин, твердості, шорсткості і т. ін.);

вимірювальний прилад - засіб вимірювань, що забезпечує доступність вимірювальної інформації для безпосереднього сприйняття;

вимірювальна установка (система) - сукупність способів вимірів, призначених для опрацювання вимірювальної інформації в зручній для обробки формі (в тому числі - для використання в автоматизованих системах управління).

Вимірювальний перетворювач - засіб вимірювань, призначений для формування сигналу вимірюваної інформації у формі, зручній для передачі, подальшого перетворення, обробки та збереження.

Основні метрологічні показники засобів вимірювань

Розподіл шкали приладу - проміжок між двома сусідніми оцінками шкали.

Довжина (інтервал) розподілу шкали - відстань між осями двох сусідніх оцінок шкали.

Ціна розподілу шкали - різниця значень величин, що відповідають двом сусіднім оцінкам шкали.

Діапазон показань (вимірів за шкалою) - інтервал значень шкали, який обмежений її початковим і кінцевим значеннями.

Діапазон вимірів - інтервал значень вимірюваної величини, в межах якої нормовані припустимі похибки засобу вимірів.

Межа вимірів - найбільше або найменше значення діапазону вимірів.

Вимірювальна сила - сила впливу вимірювального наконечника на вимірювану деталь у зоні контакту.

Межа припустимої погрішності засобу виміру - найбільша (без обліку знака) погрішність засобу вимірів, за якої воно може бути визнано придатним і допущене до застосування.

Стабільність засобу виміру - властивість, що відбиває сталість у часі його метрологічних показників.

Похибка виміру - різниця між результатом виміру та правдивим значенням вимірюваної величини.

Точність вимірів - характеристика якості вимірів, що відбиває близькість до нуля погрішностей їхніх результатів. При високій точності похибки всіх видів мінімальні.

Точність засобів вимірів - якість засобів вимірів, що характеризує близькість до нуля їхніх похибок.

Відтворюваність вимірів - близькість результатів вимірів однієї й тієї ж конкретної величини, що виконані в різних умовах, у різних місцях різними методами й засобами.

Чутливість вимірювального приладу - відношення зміни сигналу на виході вимірювального засобу до зміни вхідної величини. Для шкальних вимірювальних приладів типу індикаторів годинників типу чутливість чисельно дорівнює передатному відношенню механізму приладу.

Поправка - величина, що повинна бути алгебраїчно додана до показання вимірювального приладу або до номінального значення міри, щоб виключити систематичні похибки й одержати значення вимірюваної величини або значення міри, більш близьке їхнім дійсним значенням.

Залежно від меж припустимих похибок засобів вимірів, а також інших їхніх властивостей, що впливають на точність виміру, багатьом типам вимірювальних засобів надають відповідні класи точності.

Засоби вимірювань поділяють на групи за такими ознаками:

за принципом дії та використанням енергії - механічні, електричні, рідинні, пневматичні, гідравлічні, хімічні, ультразвукові, інфрачервоні, радіоізотопні і та ін.;

формою показань - аналогові та цифрові;

характером відображення - показуючі, самописні, реєструючі, інтегруючі;

призначенням - промислові (технічні), лабораторні, зразкові, еталонні;

місцем розташування - щитові, місцеві, дистанційні;

габаритами - мініатюрні, малогабаритні, нормальні та великогабаритні.

Майже кожний засіб вимірювань можна віднести до будь-якої групи. Наприклад, термометр може бути промисловим, самописним, електричним, щитовим, малогабаритним та ін.

Промислові (робочі) засоби вимірювань є найпоширенішими засобами вимірювальної техніки. Їх використовують для вимірювання технологічних або теплотехнічних параметрів, мають порівняно просту структуру та конструкцію, високу надійність і необхідну точність, прості в експлуатації та ремонті.

Лабораторні прилади використовують для більш точних лабораторних вимірювань в наукових дослідженнях та визначення похибок засобів вимірювань. Для одержання більшої точності вимірювань лабораторні засоби мають досконаліші схеми. До їх показів вводяться поправки, визначені експериментальним або розрахунковим шляхом.