МетрологияРефераты >> Технология >> Метрология
Средством измерения (СИ) называется техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
Средства измерения классифицируют по следующим признакам:
по конструктивному исполнению;
по метрологическому назначению;
по уровню стандартизации.
По конструктивному исполнению СИ подразделяются на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки, измерительные системы.
Мера - это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (например, гири - мера массы, резистор - мера электрического сопротивления).
Измерительный преобразователь это средство измерения, предназначенное для выработки измерительной информации в форме, Удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но недоступной для непосредственного восприятия наблюдателем (термопара, частотный преобразователь).
Измерительные преобразователи могут быть первичными, к которым подведена измеряемая величина, и промежуточными, которые располагаются в измерительной цепи за первичными. Примерами первичных измерительных преобразователей являются термопары, датчики, электроды рН- метров.
Измерительный прибор - средство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне (рН-метры, весы, фотоэлектроколориметры и так далее).
Под измерительной установкой понимают совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, преобразователей) и вспомогательных устройств для выработки сигналов информации в форме, удобной для восприятия и расположенных в одном месте (испытательный стенд).
Измерительная система - это совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерения одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству (контролирующие, управляющие системы с ЭВМ).
По метрологическому назначению СИ подразделяются на рабочие и метрологические.
Рабочие средства измерения предназначены непосредственно для измерений в различных сферах деятельности, а именно, в науке, технике, в производстве, медицине, то есть там, где необходимо получить значение той или иной физической величины.
Метрологическое средство измерения - предназначенное для метрологических целей: воспроизведения единицы и ее хранения или передачи размера единицы рабочим СИ. К ним относятся эталоны, образцовые СИ, поверочные установки, стандартные образцы.
По уровню стандартизации различают стандартизованные и нестандартизованнные средства измерения.
Стандартизованными считаются средства измерения, изготовленные в соответствии с требованиями государственного стандарта и соответствующие техническим характеристикам установленного типа средств измерения, полученным на основании государственных испытаний, и внесенные в Государственный реестр СИ.
Нестандартизованные - уникальные средства измерения, предназначенные для специальной измерительной задачи, в стандартизации требований к которым нет необходимости. Они не подвергаются государственным испытаниям, а подлежат метрологической аттестации.
Погрешность измерительного прибора — алгебраическая разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины (определенным более точным методом).
Погрешности измерительных приборов являются одной из важнейших метрологических характеристик приборов. Они отражают несовершенство измерительного устройства и возникают вследствие многих причин, а именно: несовершенства конструкции, материалов и технологии изготовления, неудовлетворительного качества изготовления, погрешности градуировки и др.
Погрешность меры — алгебраическая разность между номинальным и действительным значениями меры. Для многозначной меры погрешность при данном показании определяется как разность между показанием и действительным значением измеряемой величины.
Номинальное значение меры — значение данной физической величины, обозначенное на мере (или на ее футляре). Это определение относится главным образом к однозначным мерам. Для многозначных мер и магазинов мер — это «показание меры», под которым подразумевают значение величины, воспроизводимой мерой, устанавливаемое по отсчету.
Вариация показаний — наибольшая разность между показаниями, полученными при многократно повторенных измерениях одной и той же величины.
Приведенная погрешность - погрешность, выраженная в процентах от какого-либо определенного значения, в большинстве случаев от диапазона измерения, определяемого пределами рабочей части шкалы измерительного устройства. Когда нижний предел измерения равен нулю, приведенная погрешность выражается в процентах от верхнего предела измерения данного устройства. Точность ряда средств измерений с различными пределами измерения может сопоставляться только по их приведенным погрешностям. Поэтому классы точности многих средств измерений определяются по наибольшим допускаемым приведенным погрешностям. Однако именно они являются часто причиной грубых ошибок в оценке погрешностей измерений.
Относительная погрешность меры или измерительного прибора — погрешность, которая выражается отношением погрешности меры или измерительного прибора к значению самой измеряемой величины, а не отношением ее к какому-либо постоянному значению, как это имеет место в приведенной погрешности.
Поправка — значение, которое прибавляется алгебраически к результату измерения, полученному с помощью средства измерений, для исключения систематических погрешностей. По знаку поправка противоположна погрешности. Для однозначных мер поправка по знаку совпадает с отклонением номинального значения меры от ее действительного значения (т. е. с разностью между действительным и номинальным значениями меры).
Метрологические характеристики (MX) СИ - характеристики, оказывающие влияние на результаты и погрешности средства измерения, предназначенные для оценки технического уровня и качества средства измерения, для определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.
На любое средство измерений в процессе его изготовления, хранения и эксплуатации воздействуют различные случайные и объективные факторы. К ним относятся, например, несовершенство конструкции, неточность изготовления отдельных элементов конструкции, несоблюдение требований к внешним условиям при изготовлении, хранении, эксплуатации. Все это приводит к тому, что номинальные значения мер и показания приборов отличаются от истинных значений измеряемых величин, то есть погрешности измерений определяются, главным образом, погрешностями СИ, но они не тождественны им.