- •Розділ 1. Основні поняття метрології
- •Терміни та визначення
- •1.2 Фізична величина
- •1.2 Фізична величина
- •1.2. 1 Поняття про фізичну величину
- •1.1.2. Розмір і розмірність фізичної величини
- •1.1.3. Одиниці фізичних величин. Системи одиниць
- •1.1.4. Позасистемні одиниці
- •1.1.5. Еталони фізичних величин
- •1.6. Кількісна оцінка значення фізичної величини
- •Тема 2. Вимірювання
- •2.1. Поняття про вимірювання.
- •2.1.1. Засоби вимірювань
- •2.1.2. Види вимірювань
- •2.1.3. Методи вимірювань
- •2.2. Класи точності засобів вимірювань
- •По значенню зведеної похибки:
- •Метрологічний нагляд за засобами вимірювань
- •Тема 3. Похибки
- •Поняття про похибку вимірювання
- •Абсолютні і відносні похибки
- •3.1.2. Інструментальні і методичні похибки.
- •Оцінювання і запис результатів вимірювань
- •3.3.Оцінювання і запис результатів одноразових непрямих вимірювань
- •Розділ 2. Вимірювання електричних величин
- •Тема 4. Міри і перетворювачі електричних величин
- •4.1 Міри електричних величин
- •4.1.1. Міри електричної напруги
- •4.2.2. Вимірювальні трансформатори
- •4.2.3. Подільники напруги
- •Тема 5: Електровимірювальні прилади прямого перетворення
- •5.1 Аналогові вимірювальні прилади
- •5.2 Цифрові електронно-вимірювальні прилади
- •5.3 Дослідження електричних сигналів, що змінюються у часі
- •5.3.1 .Електронно-променеві осцилографи
- •5.3.2.Світлопроменеві (шлейфові) осцилографи
- •5.3.3.Самописці
- •Тема 6. Електронно-вимірювальні прилади зрівноважуючого перетворення
- •6.1. Вимірювальні мости
- •6.2. Компенсатори напруги (потенціометри)
- •Тема7. Вимірювання електричної напруги , струму і потужності
- •7.1. Вимірювання електричної напруги і струму
- •7.2 Вимірювання потужності
- •7.2.1. Вимірювання потужності в колах постійного струму
- •7.2.2. Вимірювання потужності у колах змінного струму
- •Тема 8. Вимірювання електричного опору
- •8.1. Технічні вимірювання електричного опору
- •8.1.1.Вимірювання електричного опору омметрами
- •8.1.2. Вимірювання електричного опору методом амперметра-вольтметра
- •8.1.3 Методичні похибки при вимірюванні опору методом амперметра-вольтметра.
- •8.2. Метрологічні вимірювання електричного опору
- •8.2.1. Вимірювання електричного опору компенсаційним методом
- •Розділ 3. Вимірювання неелектричних величин
- •Первинні вимірювачі (перетворювачі) неелектричних величин
- •Тема 9. Вимірювання розмірів і переміщень
- •9.1 Вимірювання розмірів штангенінструментами та мікрометричними приладами
- •9.2. Вимірювання лінійних переміщень, вібрацій та деформацій
- •9.3. Вимірювання кутових переміщень
- •Тема 10. Вимірювання сил, тиску і крутячих моментів
- •10.1 .Вимірювання тиску
- •10.2 Вимірювання сил і крутячих моментів
- •Тема 11. Вимірювання частоти обертання (кутової швидкості)
- •Тема12. Вимірювання температури
- •12.1. Вимірювання температури контактним методом.
- •12.2. Вимірювання температури безконтактними методами
1.6. Кількісна оцінка значення фізичної величини
Кількісну оцінку значення фізичної величини отримують в результаті вимірювання, а саму фізичну величину прийнято називати вимірювальною величиною.
Число, яке виражає відношення вимірювальної величини до одиниці вимірювання, називається числовим значенням вимірювальної величини. Воно може бути цілим або дробовим, але обов’язково абстрактним числом.
Значення величини, прийняте за одиницю вимірювання, називається розміром цієї одиниці.
Якщо A – вимірювальна величина, U – одиниця вимірювання, g – числове значення вимірювальної величини, то результат вимірювання величини A можна записати у вигляді рівняння:
A = g U,
яке називається основним рівнянням вимірювань. Права частина рівняння називається результатом вимірювання і завжди має розмірність фізичної величини, а число g показує скільки разів одиниця вимірювання U вміщується у вимірювальній величині. Тому при написанні результату вимірювання поряд з числовим значенням вимірювальної величини слід ставити позначення відповідної одиниці.
Наприклад: температура Т = 450 К, струм І = 5 А, тиск р = 70 Па.
Якщо при вимірюванні величини A замість одиниці U використовується інша одиниця, то згадане основне рівняння вимірювань матиме вигляд:
A = g1U1,
де g1 - числове значення вимірювальної величини A в одиницях U1.
В результаті спільного розв’язання цих двох рівнянь отримаємо:
g U = g1U1,
g1 = g(U/ U1).
Останній вираз свідчить про те, що для переходу від результату вимірювання g, вираженого в одиницях U, до результату g1, вираженого в одиницях U1, необхідно g помножити на співвідношення прийнятих одиниць. Це має велике практичне значення у випадках, коли вимірювальна величина не може вимірюватися у відповідних їй одиницях, а використовується для вимірювання інша фізична величина, яка пов’язана однозначно з першою величиною і зручніша для вимірювання. Наприклад, вимірювання температури за допомогою термометра опору шляхом визначення його електричного опору або при використанні перетворювачів, зокрема неелектричних величин, коли вимірюється значення сигналу перетворювача, а не значення самої вимірювальної величини (тиску, переміщення, сили, деформації і т.д.)
Тема 2. Вимірювання
2.1. Поняття про вимірювання.
В метрології вимірювання визначається як знаходження значення фізичної величин дослідним шляхом за допомогою спеціальних технологічних засобів вимірювання.
2.1.1. Засоби вимірювань
До засобів вимірювань відносяться міри, вимірювальні прилади, масштабні та вимірювальні перетворювачі.
Міра - це засіб вимірювань у вигляді тіла, або пристрою, призначеного для зберігання і (або) відтворення фізичної величини заданого розміру.
Як приклади мір можна назвати гирі, зразкові резистори, нормальні елементи, генератори стандартних сигналів та ін.
Залежно від ступеня точності і сфер використання міри підрозділяються на первинні еталони, вторинні, або робочі міри.
Первинним називають еталон, що забезпечує відтворення і зберігання одиниці фізичної величини з найвищою точністю.
Державні первинні еталони забезпечують найвищу точність відтворення і зберігання одиниці фізичної величини у даній державі і періодично прямо або посередньо звіряються міжнародними еталонами одиниць. Вони мають як правило, одне значення, і є частиною національного надбання. Зразкові міри виготовляються у вигляді незначної кількості типових конструкцій і використовуються для атестації робочих мір. Зберігаються в метрологічних інститутах та державних контрольних лабораторіях.
Робочі міри виготовляються серійно для широкого діапазону номінальних значень фізичних величин і використовуються для перевірки вимірювальних приладів і пристроїв у виробничих підприємствах та наукових організаціях.
Вимірювальний прилад являє собою засіб вимірювань, призначений для вироблення під дією вимірюваної величини сигналу вимірювальної інформації, функціонально зв'язаного з числовим значенням вимірюваної величини та відображення цього сигналу на відліковому (індикаторному) пристрою (испр. пристрої), або його реєстрації. Розрізняють вимірювальні прилади прямого та зрівноважуючого перетворення.
У вимірювальних приладів прямого перетворення передача вимірювальної інформації здійснюється тільки в одному напрямку - від входу до виходу без зворотного зв'язку між ними.
Зрівноважуюче перетворення міститься у тому, що вхідна величина зрівноважується іншою однойменною величиною. Відповідно до форми вимірювальної інформації, що міститься у вихідних сигналах вимірювальних приладів, їх поділяють на аналогові і цифрові.
Аналоговим вимірювальним приладом називають прилад, у якого інформативним вихідним сигналу є неперервною функцією зміни вимірюваної величини (наприклад, неперервним переміщення стрілки вольтметра при зміні вимірювальної напруги).
Цифровим називають прилад, у якого вихідний сигнал є цифровим, тобто містить інформацію про значення вимірювальної величин, закодовану у цифровому коді. Електровимірювальний прилад, що допускає тільки зчитування називається показуючим, а прилад у якому передбачена автоматична фіксація вимірювальної інформації називається реєструючим.
Масштабним перетворювачем називають пристій (испр. пристрій), що забезпечує розширення діапазону виміряння вимірювального приладу через масштабування вимірюваного сигналу, як правило, електричного (наприклад, електричних напруги чи струму). Вихідний сигнал масштабного перетворювача, як фізична величина, подібний вхідному сигналу, а розмір його інформативного параметра у К разів менший розміра (испр. розміру) інформативного параметра вхідного сигналу.
Як приклади масштабного перетворювання можна назвати шунти, додаткові резистори, вимірювальні трансформатори, подільники напруги.
Пристрій, що реалізує вимірювальне перетворення сигналу одного виду енергії в сигнал іншого виду енергії, називається вимірювальним перетворювачем. В більшості вимірювальних перетворювачів вихідний сигнал - це постійні напруга або струм певних рівнів.