- •Общая теория измерений
- •1. Метрология. Основные термины и определения
- •2. Методы и средства измерений
- •2.1 Основное уравнение измерений
- •2.2 Шкалы измерений
- •2.3 Методы и средства измерений
- •2.4 Основные характеристики измерений
- •IV. Метод совпадений.
- •2.5 Средства измерения, меры и эталоны
- •I. Метод противопоставления.
- •II. Дифференциальный метод.
- •IV. Измерительные установки и системы.
- •3. Системы единиц величин
- •3.1 Виды физических величин и единиц
- •3.2 Системы единиц физических величин
- •3.3 Международная система единиц физических величин.
- •3.4 Определение основных единиц величин
- •3.5 Пояснения к формулировкам единичных величин.
- •3.6 Дополнительные единицы в системе си
- •3.7 Производные единицы.
- •3.8 Эталоны единиц величин в системе си
- •3.8.1 Эталоны единиц длины
- •3.8.2 Эталон единицы массы
- •3.8.3 Эталоны единицы времени и частоты
- •3.8.4 Эталон единицы силы электрического тока
- •3.8.5 Эталон единицы температуры
- •4. Модели измеряемых величин и средств измерения
- •4.1 Виды физических величин
- •4.2 Математические модели детерминированных случайных величин
- •4.3 Математические модели средств измерений
- •4.3.1 Виды измерительных преобразований
- •4.3.2 Математическая модель средств измерений в форме дифференциального уравнения.
- •4.3.3 Математическая модель средств измерений в форме передаточных и частотных характеристик
- •4.3.4 Математические модели средств измерения в форме весовой и переходной функций (характеристик)
- •5. Понятия метрологических характеристик и средств измерения
- •5.1 Номенклатура метрологических характеристик
- •1. Характеристики средств измерений, предназначенные для определения результатов измерений:
- •2. Характеристики погрешностей средств измерений:
- •3. Характеристики чувствительности приборов к влияющим величинам:
- •4. Динамические характеристики средств измерений:
- •5. Характеристики средств измерений по входу или выходу
- •6. Значения неинформативных параметров выходного сигнала приборов.
- •5.2 Способы нормирования метрологических характеристик
- •6. Классы точности средств измерений
- •6.1 Обозначение классов точности
- •7. Теория результатов измерений
- •7.1 Определение погрешности результат измерения
- •7.2 Основные источники погрешности результата измерения
- •7. 3 Классификации погрешности измерения γ
- •По форме представления:
- •По характеру изменения результатов при повторных измерениях погрешности измерения делятся на следующие виды:
- •По причине возникновения погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •По условиям проведения измерений погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •По характеру изменения физической величины погрешности измерений делятся на следующие виды:
- •7.4.Способы выявления систематической составляющей погрешностей измерения
- •7.5 Выбор количества измерений
- •7.6 Требования к оценкам измеряемой величины
- •7.7 Точечные и интервальные оценки истинного значения измеряемой величины
- •7.7.1 Точечные оценки.
- •7.7.2 Интервальные оценки
- •8. Обработка результатов измерений
- •8.1 Обработка результатов прямых равноточных многократных измерений
- •8.1.1 Методика обработки результатов прямых многократных равноточных измерений
- •8.2 Обработка результатов неравнорассеянных (неравноточных) измерений
- •8.3 Совместная обработка нескольких рядов (серий измерений)
- •8.4 Обработка результатов косвенных измерений
- •8.5 Совокупные и совместные измерения
2. Методы и средства измерений
2.1 Основное уравнение измерений
В метрологии объектами измерений являются физические величины. Различные объекты обладают различными свойствами (масса, прочность, твердость), которые могут служить их качественными характеристиками.
Одинаковые свойства для различных объектов могут отличаться количественно. Для того, чтобы установить отличие количественного содержания какого-то свойства в каждом объекте используется понятие «физическая величина».
Под физической величиной понимается свойство общее в качественном отношении для многих объектов, но в количественном отношении индивидуально для каждого объекта.
Количественной характеристикой любых свойств является размер, поэтому для определения количественного содержания какого-то свойства в изучаемом объекте в метрологии введено понятие «размер физической величины». Размер массы стола =5 кг.
На практике размер физической величины зависит от принятой единицы величины (дюймы и метры).
Размер величины может выражаться в виде обезличенного числа, без указания единицы - числовое значение физической величины.
Количественная оценка физической величины, представленная числом с указанием единицы этой величины, называется значением физической величины.
Значение физической величины Х математически представляется:
Х=q[x] – основное уравнение измерений, (2.1)
q – числовое значение величины Х;
q[x] – единица величины Х.
В соответствии с данным уравнением измерение может характеризоваться как совокупность операций, выполняемых с помощью технических средств, хранящих единицу величины, позволяющих сопоставлять измеряемую величину с единицей и тем самым получать значение измеряемой величины.
В любом случае в процессе измерения получаемый результат с какой-то вероятностью является оценкой истинного значения величины. Это объясняется при помощи следующих постулатов:
1. Результат измерения всегда случайная величина.
2. Процесс измерения осуществляется путем сравнения известной и неизвестной однородных величин.
3. Для повышения точности измерений необходимо проводить тщательный анализ исходной информации.
Исходя из основного постулата метрологии, абсолютно точно определить истинное значение измеряемой величины невозможно, поэтому считается, что с помощью измерений с установленной погрешностью можно определить действительное (условно-истинное) значение величины.
Полученное значение может рассматриваться как величина, значение которой наиболее точно в данной задаче отображает истинное значение величины.
В зависимости от отношений между величинами в их совокупности, они делятся на следующие виды:
1. Величины, на множестве размеров которых определены только их отношения в виде сопоставления (отношения порядка или эквивалентности (слабее-сильнее, мягче-тверже, сила ветра)).
2. Величины, для которых отношение порядка или эквивалентности определяются не только между размерами величин, но и между разностями величин в парах их размеров. (Показания ртутного термометра).Для обоих результатов измерений возможно установление отношений порядка как к отдельным значениям величины, так и к их парам.
3. Величины, на множестве размеров которых кроме отношений порядка
и эквивалентности возможны операции сложения или вычитания (свойство аддитивности), или умножения – деления (свойство мультипликативности (длина, масса)).