Od čega se sastoji mjeriteljstvo? Osnovni pojmovi i definicije mjeriteljstva

Osnovni metrološki uslovi utvrđeni su državnim standardima.

1. Osnovni koncept mjeriteljstva - mjerenje. Prema GOST 16263-70, mjerenje je pronalaženje vrijednosti fizičke veličine (PV) eksperimentalno korištenjem posebnih tehničkih sredstava.

Rezultat mjerenja je prijem vrijednosti tokom procesa mjerenja.

Uz pomoć mjerenja dobijaju se informacije o stanju proizvodnih, ekonomskih i društvenih procesa. Na primjer, mjerenja su glavni izvor informacija o usklađenosti proizvoda i usluga sa zahtjevima regulatorne dokumentacije tokom sertifikacije.

2. Merni instrument(SI) - posebno tehničko sredstvo koje pohranjuje jedinicu veličine za upoređivanje mjerene veličine sa njenom jedinicom.

3. Mjera je mjerni instrument dizajniran za reprodukciju fizičke veličine određene veličine: utega, mjernih blokova.

Za procjenu kvaliteta mjerenja koriste se sljedeća svojstva mjerenja: tačnost, konvergencija, ponovljivost i tačnost.

- Ispravnost- svojstvo mjerenja kada njihovi rezultati nisu iskrivljeni sistematskim greškama.

- Konvergencija- svojstvo mjerenja koje odražava međusobno bliskost rezultata mjerenja izvedenih pod istim uslovima, istim mjernim instrumentima, od strane istog operatera.

- Reproducibilnost- svojstvo mjerenja koje odražava međusobno bliskost rezultata mjerenja iste veličine, izvršenih pod različitim uslovima - u različito vrijeme, na različitim mjestima, različitim metodama i mjernim instrumentima.

Na primjer, isti otpor se može izmjeriti direktno ommetrom, ili ampermetrom i voltmetrom koristeći Ohmov zakon. Ali, naravno, u oba slučaja rezultati bi trebali biti isti.

- Preciznost- svojstvo mjerenja koje odražava blizinu njihovih rezultata pravoj vrijednosti izmjerene vrijednosti.

Ovo je glavno svojstvo mjerenja, jer najšire korišćene u praksi namera.

Tačnost SI mjerenja je određena njihovom greškom. Visoka preciznost mjerenja odgovara malim greškama.

4. Greška je razlika između očitavanja SI (rezultata mjerenja) Xmeas i prave (stvarne) vrijednosti izmjerene fizičke veličine Xd.

Zadatak mjeriteljstva je osigurati ujednačenost mjerenja. Stoga, da biste generalizirali sve gore navedene pojmove, koristite koncept ujednačenost merenja- stanje mjerenja u kojem su njihovi rezultati izraženi u zakonskim jedinicama, a greške su poznate sa datom vjerovatnoćom i ne prelaze utvrđene granice.

Mjere za stvarno osiguranje ujednačenosti mjerenja u većini zemalja svijeta utvrđene su zakonom i dio su funkcije zakonskog mjeriteljstva. Godine 1993. usvojen je Zakon Ruske Federacije “O obezbjeđivanju jednoobraznosti mjerenja”.

Ranije su pravne norme uspostavljane vladinim propisima.

U odnosu na odredbe ovih odluka, Zakonom su utvrđene sljedeće novine:

U terminologiji - zastarjeli pojmovi i termini su zamijenjeni;

U licenciranju metrološke djelatnosti u zemlji, pravo izdavanja dozvole imaju isključivo organi Državne mjeriteljske službe;

Uvedena je jedinstvena verifikacija mjernih instrumenata;

Uspostavljeno je jasno razdvajanje funkcija državne metrološke kontrole i državnog metrološkog nadzora.

Novina je i proširenje delokruga državnog metrološkog nadzora na bankarsko, poštansko, poresko, carinsko poslovanje, kao i na obaveznu sertifikaciju proizvoda i usluga;

Pravila kalibracije su revidirana;

Uvedena je dobrovoljna certifikacija mjernih instrumenata itd.

Preduslovi za donošenje zakona:

Prelazak zemlje na tržišnu ekonomiju;

Kao rezultat, reorganizacija državnih metroloških službi;

Ovo je dovelo do poremećaja centralizovanog sistema upravljanja za metrološke aktivnosti i službe odeljenja;

Problemi su nastali prilikom državnog metrološkog nadzora i kontrole zbog pojave različitih oblika svojine;

Stoga je problem revizije zakonskih, organizacionih i ekonomskih osnova mjeriteljstva postao veoma hitan.

Ciljevi Zakona su sljedeći:

Zaštita građana i privrede Ruske Federacije od negativnih posljedica nepouzdanih rezultata mjerenja;

Promovisanje napretka zasnovanog na upotrebi državnih etalona jedinica veličina i korišćenju rezultata merenja garantovane tačnosti;

Stvaranje povoljnih uslova za razvoj međunarodnih odnosa;

Uređenje odnosa između državnih organa Ruske Federacije i pravnih i fizičkih lica po pitanjima proizvodnje, proizvodnje, rada, popravke, prodaje i uvoza mjernih instrumenata.

Shodno tome, glavne oblasti primjene Zakona su trgovina, zdravstvo, zaštita životne sredine i spoljnoekonomska djelatnost.

Zadatak osiguravanja ujednačenosti mjerenja dodijeljen je Državnoj mjeriteljskoj službi. Zakon utvrđuje međusektorsku i podređenu prirodu njegovih aktivnosti.

Međusektorska priroda djelatnosti znači da je pravni status Državne mjeriteljske službe sličan drugim kontrolnim i nadzornim državnim tijelima (Gosatomnadzor, Gosenergonadzor, itd.).

Podređena priroda njegovih aktivnosti znači vertikalnu podređenost jednom odjelu - Gosstandartu Rusije, u okviru kojeg postoji odvojeno i autonomno.

U skladu sa usvojenim Zakonom, Vlada Ruske Federacije je 1994. godine odobrila niz dokumenata:

- “Pravilnik o državnim naučnim i metrološkim centrima”,

- “Postupak za davanje saglasnosti na propise o metrološkim službama saveznih organa izvršne vlasti i pravnih lica”,

- „Postupak akreditacije metroloških službi pravnih lica za pravo verifikacije merila“,

Ovi dokumenti, zajedno sa navedenim Zakonom, su glavni pravni akti o metrologiji u Rusiji.

metrologija

metrologija(od grčkog μέτρον - mjera, + dr. grč. λόγος - misao, razum) - Predmet metrologije je izvlačenje kvantitativnih informacija o svojstvima objekata sa zadatom tačnošću i pouzdanošću; regulatorni okvir za ovo su metrološki standardi.

Metrologija se sastoji od tri glavna dela:

• Teorijski ili fundamentalni - razmatra opšte teorijske probleme (razvoj teorije i problema merenja fizičkih veličina, njihovih jedinica, metoda merenja).
• Primijenjeno- proučava pitanja praktične primene dostignuća u teorijskoj metrologiji. Ona je zadužena za sva pitanja metrološke podrške.
• Legislative- utvrđuje obavezne tehničke i zakonske uslove za upotrebu jedinica fizičkih veličina, metoda i mjernih instrumenata.

Ciljevi i zadaci mjeriteljstva

• stvaranje opće teorije mjerenja;
• formiranje jedinica fizičkih veličina i sistema jedinica;
• razvoj i standardizacija metoda i mjernih instrumenata, metoda za utvrđivanje tačnosti mjerenja, osnova za obezbjeđivanje ujednačenosti mjerenja i ujednačenosti mjerila (tzv. „zakonska metrologija“);
• izrada etalona i uzornih mjernih instrumenata, verifikacija mjera i mjernih instrumenata. Prioritetni podzadatak ovog pravca je razvoj sistema standarda zasnovanih na fizičkim konstantama.

Metrologija takođe proučava razvoj sistema mjera, novčanih jedinica i brojanja u istorijskoj perspektivi.

Aksiomi metrologije

1. Svako mjerenje je poređenje.
2. Bilo kakvo mjerenje bez a priori informacija je nemoguće.
3. Rezultat bilo kojeg mjerenja bez zaokruživanja vrijednosti je slučajna varijabla.

Metrološki pojmovi i definicije

• Jedinstvo mjerenja- stanje mjerenja, koje se odlikuje činjenicom da su njihovi rezultati izraženi u zakonskim jedinicama, čije su veličine, u utvrđenim granicama, jednake veličinama jedinica koje reprodukuju primarni etaloni, a greške rezultata mjerenja su poznate i sa datom vjerovatnoćom ne prelaze utvrđene granice.
• Fizička količina- jedno od svojstava fizičkog objekta, zajedničko u kvalitativnom smislu za mnoge fizičke objekte, ali u kvantitativnom smislu individualno za svaki od njih.
• Measurement- skup operacija za korišćenje tehničkog sredstva koje čuva jedinicu fizičke veličine, obezbeđujući određivanje odnosa merene veličine sa njenom jedinicom i dobijanje vrednosti ove veličine.
• Merni instrument- tehničko sredstvo namijenjeno mjerenju i ima standardizovane metrološke karakteristike koje reprodukuje i (ili) čuva jedinicu veličine za čiju se veličinu pretpostavlja da je nepromenjena unutar utvrđene greške u poznatom vremenskom intervalu.
• Verifikacija- skup operacija koje se izvode radi potvrđivanja usklađenosti mjernih instrumenata sa metrološkim zahtjevima.
• Greška mjerenja- odstupanje rezultata mjerenja od prave vrijednosti izmjerene vrijednosti.
• Greška mjernog instrumenta- razlika između očitavanja mjernog instrumenta i stvarne vrijednosti izmjerene fizičke veličine.
• Preciznost mjernog instrumenta- karakteristika kvaliteta mjernog instrumenta, koja odražava blizinu njegove greške nuli.
• Licenca- ovo je dozvola koju izdaju organi državne metrološke službe na teritoriji koja joj je dodeljena fizičkom ili pravnom licu za obavljanje delatnosti proizvodnje i popravke merila.
• Standardna jedinica količine- tehničko sredstvo namenjeno za prenos, skladištenje i reprodukciju jedinice vrednosti.

Istorija metrologije

Metrologija datira iz antičkih vremena i čak se spominje u Bibliji. Rani oblici metrologije uključivali su uspostavljanje jednostavnih proizvoljnih standarda od strane lokalnih vlasti, često zasnovanih na jednostavnim praktičnim mjerenjima kao što je dužina ruke. Najraniji standardi uvedeni su za količine kao što su dužina, težina i vrijeme, što je učinjeno kako bi se pojednostavile komercijalne transakcije, kao i evidentiranje ljudskih aktivnosti.

Metrologija je dobila novo značenje u doba industrijske revolucije; postalo je apsolutno neophodno osigurati masovnu proizvodnju.

Istorijski važne faze u razvoju mjeriteljstva:

• XVIII vek - uspostavljanje etalona (etalon se čuva u Francuskoj, u Muzeju mera i tegova; trenutno je više istorijski eksponat nego naučni instrument);
• 1832 - stvaranje apsolutnih sistema jedinica od strane Carla Gausa;
• 1875. - potpisivanje međunarodne konvencije o metru;
• 1960. - razvoj i uspostavljanje Međunarodnog sistema jedinica (SI);
• 20. vijek - metrološke studije pojedinih zemalja koordiniraju međunarodne metrološke organizacije.

Prekretnice u nacionalnoj istoriji metrologije:

• pristupanje Konvenciji o metru;
• 1893. - stvaranje Glavne komore za mjere i utege D. I. Mendeljejeva (moderni naziv: „Institut za metrologiju Mendeljejeva“);

Svjetski dan mjeriteljstva obilježava se svake godine 20. maja. Praznik je ustanovio Međunarodni komitet za mjere i utege (CIPM) u oktobru 1999. godine, na 88. sastanku CIPM-a.

Formiranje i razlike metrologije u SSSR-u (Rusija) iu inostranstvu

Brzi razvoj nauke, tehnologije i tehnologije u dvadesetom veku zahtevao je razvoj metrologije kao nauke. U SSSR-u se mjeriteljstvo razvijalo kao državna disciplina, jer je potreba za poboljšanjem tačnosti i ponovljivosti mjerenja rasla s industrijalizacijom i rastom vojno-industrijskog kompleksa. Strano mjeriteljstvo se također zasnivalo na praktičnim zahtjevima, ali su ti zahtjevi uglavnom dolazili od privatnih firmi. Indirektna posljedica ovakvog pristupa bila je državna regulacija raznih koncepata vezanih za mjeriteljstvo, odnosno GOST regulacija svega što treba standardizirati. U inostranstvu, nevladine organizacije kao što je ASTM preuzele su ovaj zadatak.

Zbog ove razlike u mjeriteljstvu SSSR-a i post-sovjetskih republika, državni etaloni (standardi) su prepoznati kao dominantni, za razliku od konkurentnog zapadnog okruženja, gdje privatna kompanija ne smije koristiti nepoželjan standard ili instrument i slagati se sa svojim partnerima. na drugoj opciji za potvrđivanje ponovljivosti mjerenja.

Odabrana područja mjeriteljstva

• Vazduhoplovna metrologija
• Hemijska metrologija
• Medicinska metrologija
• Biometrija

Nauka o mjerenjima, metodama i sredstvima kojima se osigurava njihovo jedinstvo i načinima postizanja potrebne tačnosti.

MERENJE

JEDINSTVO MJERENJA

1. Fizičke veličine

FIZIČKA KOLIČINA (PV)

STVARNA PV VRIJEDNOST

FIZIČKI PARAMETAR

Uticajni fv

ROD FV

Kvalitativna sigurnost FV.

Dužina i prečnik dela-

UNIT FV

PV JEDINICA SISTEM

DERIVATNA JEDINICA

Jedinica za brzinu- metar/sekundi.

NE-SISTEMSKA JEDINICA FV

dozvoljeno podjednako;.

privremeno primljen;

povučen iz upotrebe.

Na primjer:

- - jedinice vremena;

u optici- dioptrija- - hektara- - jedinica energije itd.;

- okretaja u sekundi; bar- jedinica za pritisak (1bar = 100 000 Pa);

kvintala, itd.

VIŠE JEDINICA FV

DOLNAYA FV

Na primjer, 1µs= 0.000 001s.

Osnovni pojmovi i definicije mjeriteljstvo

Nauka o mjerenjima, metodama i sredstvima kojima se osigurava njihovo jedinstvo i načinima postizanja potrebne tačnosti.

MERENJE

Pronalaženje vrijednosti izmjerene fizičke veličine eksperimentalno pomoću posebnih tehničkih sredstava.

JEDINSTVO MJERENJA

Karakteristika kvaliteta mjerenja, koja se sastoji u tome što su njihovi rezultati izraženi u zakonskim jedinicama, a greške rezultata mjerenja su poznate sa zadatom vjerovatnoćom i ne prelaze utvrđene granice.

TAČNOST REZULTATA MJERENJA

Karakteristika kvaliteta mjerenja, koja odražava blizinu nule greške njegovog rezultata.

1. Fizičke veličine

FIZIČKA KOLIČINA (PV)

Karakteristika jednog od svojstava fizičkog objekta (fizičkog sistema, pojave ili procesa), koja je kvalitativno zajednička mnogim fizičkim objektima, ali je kvantitativno individualna za svaki objekat.

PRAVA VRIJEDNOST FIZIČKE KOLIČINE

Vrijednost fizičke veličine koja idealno odražava odgovarajuću fizičku veličinu u kvalitativnom i kvantitativnom smislu.

Ovaj koncept je u korelaciji sa konceptom apsolutne istine u filozofiji.

STVARNA PV VRIJEDNOST

Vrijednost PV, pronađena eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da je za dati mjerni zadatak može zamijeniti.

Prilikom provjere mjernih instrumenata, na primjer, stvarna vrijednost je vrijednost standardne mjere ili očitavanje standardnog mjernog instrumenta.

FIZIČKI PARAMETAR

EF, koji se uzima u obzir pri mjerenju date EF kao pomoćna karakteristika.

Na primjer, frekvencija pri mjerenju AC napona.

Uticajni fv

PV, čije mjerenje nije predviđeno datim mjernim instrumentom, ali koje utiče na rezultate mjerenja.

ROD FV

Kvalitativna sigurnost FV.

Dužina i prečnik dela- homogene količine; dužina i masa dijela su neujednačene veličine.

UNIT FV

PV fiksne veličine, kojoj se konvencionalno dodjeljuje brojčana vrijednost jednaka jedan, a koristi se za kvantitativno izražavanje homogene PV.

Mora biti onoliko jedinica koliko ima PV-a.

Postoje osnovne, derivativne, višestruke, submultiple, sistemske i nesistemske jedinice.

PV JEDINICA SISTEM

Skup osnovnih i izvedenih jedinica fizičkih veličina.

OSNOVNA JEDINICA SISTEMA JEDINICA

Jedinica osnovne PV u datom sistemu jedinica.

Osnovne jedinice međunarodnog sistema jedinica SI: metar, kilogram, sekunda, amper, kelvin, mol, kandela.

DODATNA JEDINICA SISTEM JEDINICA

Ne postoji stroga definicija. U SI sistemu, to su jedinice ravni - radijana - i čvrstih - steradiana - uglova.

DERIVATNA JEDINICA

Jedinica derivacije PV sistema jedinica, formirana u skladu sa jednačinom koja ga povezuje sa osnovnim jedinicama ili sa osnovnim i već definisanim izvedenim jedinicama.

Jedinica za brzinu- metar/sekundi.

NE-SISTEMSKA JEDINICA FV

PV jedinica nije uključena ni u jedan od prihvaćenih sistema jedinica.

Nesistemske jedinice u odnosu na SI sistem podijeljene su u četiri tipa:

dozvoljeno podjednako;.

odobren za upotrebu u posebnim područjima;

privremeno primljen;

povučen iz upotrebe.

Na primjer:

tona: stepen, minuta, sekunda- kutne jedinice; litar; minuta, sat, dan, sedmica, mjesec, godina, vijek- jedinice vremena;

u optici- dioptrija- jedinica mjerenja optičke snage; u poljoprivredi- hektara- jedinica površine; u fizici elektron-volt- jedinica energije itd.;

u pomorskoj plovidbi, nautička milja, čvor; u drugim oblastima- okretaja u sekundi; bar- jedinica za pritisak (1bar = 100 000 Pa);

kilogram-sila po kvadratnom centimetru; milimetar žive; Horsepower;

kvintala, itd.

VIŠE JEDINICA FV

PV jedinica je cijeli broj puta veća od sistemske ili nesistemske jedinice.

Na primjer, jedinica frekvencije 1 MHz = 1.000.000 Hz

DOLNAYA FV

PV jedinica je cijeli broj puta manji od sistemske ili nesistemske jedinice.

Na primjer, 1µs= 0.000 001s.

Osnovni pojmovi i definicije u mjeriteljstvu

metrologija– nauka o merenjima, metodama i sredstvima obezbeđivanja njihovog jedinstva i metodama postizanja potrebne tačnosti.

Direktno mjerenje– mjerenje u kojem se direktno dobije željena vrijednost fizičke veličine.

Indirektno mjerenje– određivanje željene vrijednosti fizičke veličine na osnovu rezultata direktnih mjerenja drugih fizičkih veličina koje su funkcionalno povezane sa željenom veličinom.

Prava vrijednost fizičke veličine– vrijednost fizičke veličine koja idealno karakterizira odgovarajuću fizičku veličinu u kvalitativnom i kvantitativnom smislu.

Realna vrijednost fizičke veličine– vrijednost fizičke veličine dobijena eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da se može koristiti umjesto nje u datom mjernom zadatku.

Izmjerena fizička veličina– fizička veličina koja se mjeri u skladu sa glavnom svrhom mjernog zadatka.

Uticajna fizička veličina– fizička veličina koja utiče na veličinu mjerene veličine i (ili) rezultat mjerenja.

Normalan opseg uticajnih veličina– opseg vrednosti uticajne veličine, u okviru kojeg se promena rezultata merenja pod njenim uticajem može zanemariti u skladu sa utvrđenim standardima tačnosti.

Radni opseg uticajnih veličina– raspon vrijednosti uticajne veličine, unutar kojeg se normalizuje dodatna greška ili promjena očitavanja mjernog instrumenta.

Merni signal– signal koji sadrži kvantitativne informacije o izmjerenoj fizičkoj veličini.

Cijena podjele skale– razlika u vrijednostima koja odgovara dvije susjedne oznake na skali.

Opseg očitavanja mjernog instrumenta– raspon vrijednosti skale instrumenta, ograničen početnim i konačnim vrijednostima skale.

Mjerni opseg– raspon vrijednosti veličine unutar kojeg se normaliziraju granice dozvoljene greške mjernog instrumenta.

Varijacije u očitanjima brojila– razlika u očitanjima instrumenta u istoj tački mjernog opsega sa glatkim pristupom ovoj tački od manjih i većih vrijednosti izmjerene vrijednosti.

Faktor konverzije pretvarača– omjer signala na izlazu mjernog pretvarača, koji prikazuje izmjerenu vrijednost, prema signalu koji ga uzrokuje na ulazu pretvarača.

Osjetljivost mjernog instrumenta– svojstvo mjernog instrumenta, određeno odnosom promjene izlaznog signala ovog instrumenta i promjene mjerne vrijednosti koja ga uzrokuje

Apsolutna greška mjernog instrumenta– razlika između očitavanja mjernog instrumenta i prave (stvarne) vrijednosti mjerene veličine, izražene u jedinicama mjerene fizičke veličine.

Relativna greška mjernog instrumenta– greška mjernog instrumenta, izražena kao omjer apsolutne greške mjernog instrumenta i rezultata mjerenja ili stvarne vrijednosti izmjerene fizičke veličine.

Smanjena greška mjernog instrumenta– relativna greška, izražena kao omjer apsolutne greške mjernog instrumenta i konvencionalno prihvaćene vrijednosti veličine (ili standardne vrijednosti), konstantne u cijelom mjernom opsegu ili u dijelu opsega. Često se opseg očitavanja ili gornja granica mjerenja uzimaju kao normalizujuća vrijednost. Zadata greška se obično izražava u postocima.

Sistematska greška mjernog instrumenta– komponenta greške mjernog instrumenta, uzeta kao konstantna ili prirodno promjenjiva.

Slučajna greška mjernog instrumenta– komponenta greške mjernog instrumenta, koja se nasumično mijenja.

Osnovna greška mjernog instrumenta– greška mjernog instrumenta koji se koristi u normalnim uvjetima.

Dodatna greška mjernog instrumenta– komponenta greške mjernog instrumenta koja nastaje pored glavne greške kao rezultat odstupanja bilo koje od uticajnih veličina od njene normalne vrijednosti ili kao rezultat izlaska izvan normalnog raspona vrijednosti.

Granica dozvoljene greške mjernog instrumenta– najveća vrijednost greške mjernih instrumenata, utvrđena regulatornim dokumentom za datu vrstu mjerila, po kojoj je i dalje priznata kao pogodna za upotrebu.

Klasa tačnosti mjernog instrumenta– generalizovana karakteristika datog tipa mjernog instrumenta, koja obično odražava nivo njihove tačnosti, izraženu granicama dozvoljenih glavnih i dodatnih grešaka, kao i druge karakteristike koje utiču na tačnost.

Greška rezultata mjerenja– odstupanje rezultata mjerenja od prave (stvarne) vrijednosti mjerene veličine.

Promašaj (gruba greška mjerenja)– greška rezultata pojedinačnog merenja uključenog u seriju merenja, koja se za date uslove oštro razlikuje od ostalih rezultata ove serije.

Greška metode mjerenja– komponenta sistematske greške mjerenja zbog nesavršenosti usvojene metode mjerenja.

Amandman– vrijednost količine unesene u nekorigirani rezultat mjerenja kako bi se eliminisale komponente sistematske greške. Predznak ispravke je suprotan znaku greške. Ispravka koja se unosi u očitavanje mjernog uređaja naziva se dopuna očitavanja uređaja.

Osnovni pojmovi i definicije mjeriteljstvo

Nauka o mjerenjima, metodama i sredstvima kojima se osigurava njihovo jedinstvo i načinima postizanja potrebne tačnosti.

MERENJE

Pronalaženje vrijednosti izmjerene fizičke veličine eksperimentalno pomoću posebnih tehničkih sredstava.

JEDINSTVO MJERENJA

Karakteristika kvaliteta mjerenja, koja se sastoji u tome što su njihovi rezultati izraženi u zakonskim jedinicama, a greške rezultata mjerenja su poznate sa zadatom vjerovatnoćom i ne prelaze utvrđene granice.

TAČNOST REZULTATA MJERENJA

Karakteristika kvaliteta mjerenja, koja odražava blizinu nule greške njegovog rezultata.

1. Fizičke veličine

FIZIČKA KOLIČINA (PV)

Karakteristika jednog od svojstava fizičkog objekta (fizičkog sistema, pojave ili procesa), koja je kvalitativno zajednička mnogim fizičkim objektima, ali je kvantitativno individualna za svaki objekat.

PRAVA VRIJEDNOST FIZIČKE KOLIČINE

Vrijednost fizičke veličine koja idealno odražava odgovarajuću fizičku veličinu u kvalitativnom i kvantitativnom smislu.

Ovaj koncept je u korelaciji sa konceptom apsolutne istine u filozofiji.

STVARNA PV VRIJEDNOST

Vrijednost PV, pronađena eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da je za dati mjerni zadatak može zamijeniti.

Prilikom provjere mjernih instrumenata, na primjer, stvarna vrijednost je vrijednost standardne mjere ili očitavanje standardnog mjernog instrumenta.

FIZIČKI PARAMETAR

EF, koji se uzima u obzir pri mjerenju date EF kao pomoćna karakteristika.

Na primjer, frekvencija pri mjerenju AC napona.

Uticajni fv

PV, čije mjerenje nije predviđeno datim mjernim instrumentom, ali koje utiče na rezultate mjerenja.

ROD FV

Kvalitativna sigurnost FV.

Dužina i prečnik dela- homogene količine; dužina i masa dijela su neujednačene veličine.

UNIT FV

PV fiksne veličine, kojoj se konvencionalno dodjeljuje brojčana vrijednost jednaka jedan, a koristi se za kvantitativno izražavanje homogene PV.

Mora biti onoliko jedinica koliko ima PV-a.

Postoje osnovne, derivativne, višestruke, submultiple, sistemske i nesistemske jedinice.

PV JEDINICA SISTEM

Skup osnovnih i izvedenih jedinica fizičkih veličina.

OSNOVNA JEDINICA SISTEMA JEDINICA

Jedinica osnovne PV u datom sistemu jedinica.

Osnovne jedinice međunarodnog sistema jedinica SI: metar, kilogram, sekunda, amper, kelvin, mol, kandela.

DODATNA JEDINICA SISTEM JEDINICA

Ne postoji stroga definicija. U SI sistemu, to su jedinice ravni - radijana - i čvrstih - steradiana - uglova.

DERIVATNA JEDINICA

Jedinica derivacije PV sistema jedinica, formirana u skladu sa jednačinom koja ga povezuje sa osnovnim jedinicama ili sa osnovnim i već definisanim izvedenim jedinicama.

Jedinica za brzinu- metar/sekundi.

NE-SISTEMSKA JEDINICA FV

PV jedinica nije uključena ni u jedan od prihvaćenih sistema jedinica.

Nesistemske jedinice u odnosu na SI sistem podijeljene su u četiri tipa:

dozvoljeno podjednako;.

odobren za upotrebu u posebnim područjima;

privremeno primljen;

povučen iz upotrebe.

Na primjer:

tona: stepen, minuta, sekunda- kutne jedinice; litar; minuta, sat, dan, sedmica, mjesec, godina, vijek- jedinice vremena;

u optici- dioptrija- jedinica mjerenja optičke snage; u poljoprivredi- hektara- jedinica površine; u fizici elektron-volt- jedinica energije itd.;

u pomorskoj plovidbi, nautička milja, čvor; u drugim oblastima- okretaja u sekundi; bar- jedinica za pritisak (1bar = 100 000 Pa);

kilogram-sila po kvadratnom centimetru; milimetar žive; Horsepower;

kvintala, itd.

VIŠE JEDINICA FV

PV jedinica je cijeli broj puta veća od sistemske ili nesistemske jedinice.

Na primjer, jedinica frekvencije 1 MHz = 1.000.000 Hz

DOLNAYA FV

PV jedinica je cijeli broj puta manji od sistemske ili nesistemske jedinice.

Na primjer, 1µs= 0.000 001s.

Metrologija Osnovni pojmovi i definicije

UDK 389.6(038):006.354 Grupa T80

DRŽAVNI SISTEM ZA OBEZBEĐIVANJE UNIFORMANOSTI MJERENJA

Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja.

metrologija. Osnovni pojmovi i definicije

ISS 01.040.17

Datum uvođenja 2001-01-01

Predgovor

1 RAZVIJENO od strane Sveruskog naučno-istraživačkog instituta za metrologiju po imenu. D.I. Mendeljejev Gosstandart Rusije

UVODIO Tehnički sekretarijat Međudržavnog vijeća za standardizaciju, mjeriteljstvo i sertifikaciju

2 UVOJENO od strane Međudržavnog vijeća za standardizaciju, mjeriteljstvo i sertifikaciju (Zapisnik br. 15 od 26.-28.05.1999.)

3 Dekretom Državnog komiteta Ruske Federacije za standardizaciju i metrologiju od 17. maja 2000. br. 139-st, međudržavne preporuke RMG 29-99 su direktno stupile na snagu kao Preporuke za metrologiju Ruske Federacije od 1. januara 2001. godine. .

4 UMJESTO GOST 16263-70

5 REPUBLIKACIJA. septembar 2003

Uveden je amandman br. 1 koji je usvojilo Međudržavno vijeće za standardizaciju, mjeriteljstvo i sertifikaciju (Zapisnik br. 24 od 5. decembra 2003.) (IUS br. 1 iz 2005. godine)

Uvod

Termini utvrđeni ovim preporukama raspoređeni su sistematskim redosledom, odražavajući uspostavljeni sistem osnovnih pojmova metrologije. Uslovi su dati u odjeljcima 2-13. Svaki odjeljak sadrži kontinuirano numeriranje pojmova.

Za svaki pojam utvrđuje se jedan pojam koji ima terminološki broj članka. Značajan broj pojmova popraćen je njihovim kratkim oblicima i (ili) skraćenicama, koje treba koristiti u slučajevima koji isključuju mogućnost njihovog različitog tumačenja.

Pojmovi koji imaju broj terminološkog članka upisani su podebljanim slovima, njihovi kratki oblici i skraćenice su svijetli. Izrazi koji se pojavljuju u bilješkama ispisani su kurzivom.

U abecednom indeksu pojmova na ruskom jeziku navedeni termini su navedeni abecednim redom, označavajući broj terminološkog članka (na primjer, „vrijednost 3,1“). U ovom slučaju, za termine date u bilješkama, slovo “p” je naznačeno iza broja artikla (npr. legalizovane jedinice 4.1 p).

Za mnoge ustaljene termine, ekvivalenti na stranom jeziku su dati na njemačkom (de), engleskom (en) i francuskom (fr). Oni su također navedeni u abecednim indeksima ekvivalentnih pojmova na njemačkom, engleskom i francuskom jeziku.

Reč „primenjeno“ u terminu 2.4, data u zagradama, kao i reči određenog broja ekvivalenata na stranom jeziku termina navedenih u zagradama, mogu se po potrebi izostaviti.

Pojam “dodatne jedinice” nije definiran, jer pojam u potpunosti otkriva njegov sadržaj.

U ovom članku ćemo saznati što je mjeriteljstvo. Naučno-tehnološki napredak prilično je teško zamisliti bez metoda i mjernih instrumenata. Čak ni u mnogim svakodnevnim stvarima ne možemo bez njih. Iz tog razloga, ovako veliko i sveobuhvatno znanje nije moglo ostati bez sistematizacije i izdvajanja u posebnu granu nauke. Ovaj naučni pravac se zove metrologija. Ona objašnjava različita sredstva mjerenja sa naučne tačke gledišta. Ovo je predmet metroloških istraživanja. Međutim, aktivnosti stručnjaka za mjeriteljstvo uključuju i praktičnu komponentu.

Šta je mjeriteljstvo

Međunarodni rečnik osnovnih i opštih pojmova u metrologiji ovaj koncept definiše kao nauku o merenju. Metrologija, kao i sve vrste mjerenja, igra značajnu ulogu u gotovo svim područjima ljudske djelatnosti. Koriste se svuda, uključujući kontrolu proizvodnje, kvalitet životne sredine, bezbednost i zdravlje ljudi, kao i procenu materijala, prehrambenih proizvoda, poštenu trgovinu i zaštitu potrošača. Šta je osnova metrologije?

Koncept „metrološke infrastrukture“ se često koristi. Primjenjuje se na mjerne kapacitete regiona ili zemlje u cjelini i uključuje rad službi za ispitivanje i etaloniranje, laboratorija i metroloških instituta, kao i upravljanje i organizaciju metrološkog sistema.

Osnovni koncepti

Koncept “metrologije” se najčešće koristi u generalizovanom smislu, podrazumijevajući ne samo teorijske, već i praktične aspekte mjernog sistema. Ako trebate specificirati opseg primjene, obično se koriste sljedeći koncepti.

Opća metrologija

Šta je ova vrsta mjeriteljstva? Bavi se pitanjima koja su zajednička za sva područja metroloških mjerenja. Opšta metrologija se bavi praktičnim i teorijskim pitanjima koja utiču na merne jedinice, odnosno na strukturu sistema jedinica, kao i na transformaciju mernih jedinica unutar formula. Bavi se i problemom mjernih grešaka, mjernih instrumenata i metroloških svojstava. Često se opšta metrologija naziva i naučnom. Opća metrologija pokriva različite oblasti, na primjer:

Industrijska metrologija

Šta se mjeriteljstvo koristi u industriji? Ova grana nauke bavi se merenjima proizvodnje kao i ispitivanjem kvaliteta. Glavni problemi sa kojima se suočava industrijska ili tehnička metrologija su intervali i procedure kalibracije, kontrola merne opreme, verifikacija mernog procesa itd. Često se ovaj koncept koristi za opisivanje metroloških aktivnosti u industrijskom sektoru.

Zakonska metrologija

Ovaj termin je uvršten u listu obaveznih zahteva sa tehničke tačke gledišta. Organizacije koje se odnose na oblast zakonske metrologije bave se provjerom implementacije ovih zahtjeva u cilju utvrđivanja pouzdanosti i ispravnosti sprovedenih mjernih postupaka. Ovo se odnosi na javne sfere kao što su zdravstvo, trgovina, sigurnost i okoliš. Oblasti koje pokriva zakonska metrologija zavise od relevantnih propisa za svaku pojedinačnu zemlju.

Pogledajmo osnove mjeriteljstva detaljnije u nastavku.

Osnove

Predmet metrologije je proizvodnja informacija u određenim mjernim jedinicama koje sadrže podatke o svojstvima predmetnog objekta, kao i procesima, prema utvrđenoj pouzdanosti i tačnosti.

Pod mjeriteljstvom podrazumijevaju se skup mjernih instrumenata i opšteprihvaćenih standarda koji omogućavaju njihovu racionalnu upotrebu. Standardizacija i mjeriteljstvo su usko povezane.

Objekti

Objekti mjeriteljstva uključuju:

1. Bilo koja količina koja se mjeri.
2. Jedinica fizičke veličine.
3. Measurement.
4. Greška mjerenja.
5. Način uzimanja mjerenja.
6. Način na koji se vrši mjerenje.

Kriterijumi značajnosti

Postoje i određeni kriterijumi koji određuju društveni značaj metrološkog rada. To uključuje:

1. Pružanje pouzdanih i maksimalno objektivnih informacija o izvršenim mjerenjima.
2. Zaštita društva od netačnih rezultata mjerenja kako bi se osigurala sigurnost.

Ciljevi

Glavni ciljevi tehničke regulacije i mjeriteljstva su:

1. Poboljšanje kvaliteta proizvoda domaćih proizvođača i povećanje njihove konkurentnosti. To se tiče povećanja efikasnosti proizvodnje, automatizacije i mehanizacije procesa stvaranja proizvoda.
2. Prilagođavanje ruske industrije opštim zahtevima tržišta i prevazilaženje tehničkih barijera u oblasti trgovine.
3. Ušteda raznih vrsta resursa.
4. Povećanje efikasnosti saradnje na međunarodnom tržištu.
5. Vođenje evidencije proizvedenih proizvoda i materijalnih sredstava.

Zadaci

Zadaci mjeriteljstva uključuju:

1. Razvoj teorije mjerenja.
2. Razvoj novih alata i metoda za izvođenje mjerenja.
3. Osiguravanje jedinstvenih pravila mjerenja.
4. Poboljšanje kvaliteta opreme koja se koristi za mjerne radove.
5. Sertifikacija mjerne opreme prema važećim propisima.
6. Unapređenje dokumenata koji regulišu osnovna pitanja metrologije.
7. Poboljšanje kvalifikacija osoblja koje obezbjeđuje proces mjerenja.

Vrste

Mjerenja se klasifikuju prema nizu faktora, odnosno prema načinu dobijanja informacija, prirodi promjena, količini informacija koje se mjere, u odnosu na normalne indikatore. Postoje takve vrste mjeriteljstva.

Prema načinu na koji se dobijaju informacije razlikuju se direktna i indirektna, kao i zajednička i kumulativna mjerenja.

Koja su sredstva mjeriteljstva?

Direktna i indirektna mjerenja

Prave linije znače fizičko poređenje mjere i veličine. Tako, na primjer, kada se mjeri dužina objekta pomoću ravnala, kvantitativni izraz vrijednosti dužine se upoređuje sa objektom mjere.

Indirektna mjerenja podrazumijevaju utvrđivanje željene vrijednosti veličine kao rezultat direktnih mjerenja indikatora koji se na određeni način odnose na količinu koja se ispituje. Na primjer, pri mjerenju struje ampermetrom, a napona voltmetrom, uzimajući u obzir odnos funkcionalne prirode svih veličina, moguće je izračunati snagu cijelog električnog kola.

Mjerenja agregata i spojeva

Kumulativna mjerenja uključuju rješavanje jednačina u sistemu koji se dobije kao rezultat mjerenja više veličina istog tipa istovremeno. Tražena vrijednost se izračunava rješavanjem ovog sistema jednačina.

Zajednička mjerenja su određivanje dvije ili više fizičkih veličina različitih vrsta kako bi se izračunao odnos između njih. Posljednje dvije vrste mjerenja se često koriste u oblasti elektrotehnike za određivanje različitih vrsta parametara.

Na osnovu prirode promjena vrijednosti tokom mjernih postupaka razlikuju se dinamička, statistička i statička mjerenja.

Statistički

Statistička mjerenja su ona koja su povezana sa identifikacijom znakova slučajnih procesa, nivoa buke, zvučnih signala itd. Naprotiv, statičke promjene karakterizira konstantna mjerena vrijednost.

Dinamička mjerenja uključuju mjerenja veličina koje imaju tendenciju promjene tokom metrološkog rada. Dinamička i statička mjerenja se vrlo rijetko nalaze u idealnom obliku u praksi.

Višestruki i pojedinačni

Na osnovu količine informacija, mjerenja se dijele na višestruka i pojedinačna. Pojedinačno mjerenje znači jedno mjerenje jedne veličine. Dakle, broj mjerenja je u potpunosti povezan s veličinama koje se mjere. Upotreba ove vrste mjerenja povezana je sa značajnim greškama u proračunu, te stoga zahtijeva izvođenje srednje aritmetičke vrijednosti nakon nekoliko metroloških postupaka.

Višestruka mjerenja su ona koja se odlikuju viškom broja metroloških operacija u odnosu na izmjerene vrijednosti. Glavna prednost ove vrste mjerenja je neznatan utjecaj slučajnih faktora na grešku.

Apsolutno i relativno

U odnosu na osnovne metrološke jedinice razlikuju se apsolutna i relativna mjerenja.

Apsolutna mjerenja uključuju korištenje jedne ili više osnovnih veličina u kombinaciji s konstantom. Relativni se zasnivaju na omjeru metrološke veličine i homogene veličine koja se koristi kao jedinica.

Mjerna skala

Koncepti kao što su mjerna skala, principi i metode su direktno povezani sa mjeriteljstvom.

Mjerna skala se podrazumijeva kao sistematizirani skup vrijednosti neke veličine u njenom fizičkom izrazu. Zgodno je razmotriti koncept mjerne skale na primjeru temperaturnih skala.

Temperatura na kojoj se led topi je početna tačka, a referentna tačka je temperatura na kojoj voda ključa. Za jednu temperaturnu jedinicu uzima se stoti dio gore opisanog intervala, odnosno stepen Celzijusa. Postoji i temperaturna skala u Farenhajtu, čija je početna tačka temperatura topljenja mješavine leda i amonijaka, a za referentnu tačku uzima se normalna tjelesna temperatura. Jedna jedinica Farenhajta je devedeset šesta intervala. Na ovoj skali led se topi na 32 stepena, a voda ključa na 212. Tako se ispostavlja da je interval u Celzijusima 100 stepeni, a u Farenhajtu 180.

U metrološkom sistemu poznate su i druge vrste skala, na primer, nazivi, red, intervali, odnosi itd.

Skala imena podrazumijeva kvalitativnu, ali ne i kvantitativnu jedinicu. Ova vrsta skale nema početnu tačku, referentnu tačku ili metrološke jedinice. Primjer takve skale bi bio atlas boja. Koristi se za vizuelnu korelaciju slikanog predmeta sa referentnim uzorcima uključenim u atlas. Budući da može postojati veliki izbor nijansi, usporedbu bi trebao napraviti iskusni stručnjak koji ima veliko praktično iskustvo u ovoj oblasti, kao i posebne vizualne sposobnosti.

Skala naloga karakteriše vrednost merne vrednosti izražene u bodovima. To mogu biti razmjere zemljotresa, tvrdoća tijela, sila vjetra itd.

Razlika ili intervalna skala ima relativne nulte vrijednosti. Intervali na ovoj skali određuju se dogovorom. Ova grupa uključuje dužine i vremenske skale.

Skala omjera ima određenu nultu vrijednost, a metrološka jedinica se utvrđuje dogovorom. Masovna vaga, na primjer, može se kalibrirati na različite načine, uzimajući u obzir potrebnu tačnost vaganja. Analitička i kućna skala značajno se razlikuju jedna od druge.

Zaključak

Dakle, mjeriteljstvo učestvuje u svim praktičnim i teorijskim oblastima ljudske djelatnosti. U građevinarstvu mjerenja se koriste za određivanje progiba konstrukcije u određenim ravninama. U oblasti medicine, precizna oprema omogućava izvođenje dijagnostičkih procedura, isto važi i za mašinstvo, gde stručnjaci koriste uređaje koji omogućavaju proračune sa maksimalnom preciznošću.

Postoje i posebni metrološki centri koji sprovode tehničku regulaciju i izvode velike projekte, kao i utvrđuju propise i vrše sistematizaciju. Takve agencije proširuju svoj uticaj na sve vrste metroloških studija, primenjujući na njih utvrđene standarde. Unatoč točnosti mnogih pokazatelja koji se koriste u mjeriteljstvu, ova znanost, kao i sve druge, nastavlja napredovati i prolazi kroz određene izmjene i dopune.

Zadaci mjeriteljstva. metrologija- je nauka o merenjima, metodama i sredstvima za obezbeđivanje njihovog jedinstva i metodama postizanja određene tačnosti

Mjerenja u modernom društvu igraju važnu ulogu. Oni ne samo da služe osnova naučnog i tehničkog znanja, ali su od najveće važnosti za računovodstvo materijalnih sredstava I planiranje, Za interni I spoljna trgovina, Za osiguranje kvaliteta proizvodi, zamjenjivost jedinice i dijelovi i poboljšanje tehnologije, Za sigurnost rada i drugih vrsta ljudskih aktivnosti.

Metrologija je od velikog značaja za napredak prirodnih i tehničkih nauka, jer povećanje tačnosti merenja- jedan od sredstva za poboljšanje načine poznavanje prirodečovjek, otkrića i praktična primjena preciznog znanja.

Za osiguranje naučnog i tehnološkog napretka, mjeriteljstvo mora prednjačiti u svom razvoju drugih oblasti nauke i tehnologije, budući da su za svaku od njih tačna mjerenja jedan od glavnih načina da se poboljšaju.

Main zadataka mjeriteljstvo u skladu sa preporukama za međunarodnu standardizaciju (RMG 29-99) su:

- osnivanje jedinica fizičke veličine (PV), državni etaloni i standardna mjerna sredstva (MI).

- razvoj teorije, metode i sredstva mjerenja i kontrole;

- obezbeđivanje jedinstva mjerenja;

- razvoj metoda ocjenjivanja greške, stanje mjerne i kontrolne opreme;

- razvoj metoda transfera jedinice od etalona ili uzornih mjernih instrumenata do radnih mjernih instrumenata.

Kratka istorija razvoja metrologije. Potreba za mjerenjima nastala je davno, u zoru civilizacije, otprilike 6000 godina prije Krista.

Rani dokumenti iz Mesopotamije i Egipta ukazuju na to da je sistem mjerenja dužine bio zasnovan na stopalo, jednak 300 mm (za izgradnju piramida). U Rimu je stopa bila jednaka 297,1734 mm; u Engleskoj - 304,799978 mm.

Stari Babilonci su ustanovili godine, mjesec, sat. Nakon toga, 1/86400 prosječne rotacije Zemlje oko svoje ose ( dana) dobio ime sekunda.

U Vavilonu u 2. veku pne. vrijeme je mjereno u mine. Rudnik je bio jednak vremenskom periodu (otprilike jednako dva astronomska sata). Tada se mina smanjila i pretvorila u nama poznatu minuta.

Mnoge mjere su bile antropometrijskog porijekla. Dakle, u Kijevskoj Rusiji koristio se u svakodnevnom životu inch, lakat, shvatiti.

Najvažniji metrološki dokument u Rusiji je Dvinska povelja Ivana Groznog (1550). Njime se uređuju pravila skladištenja i prijenosa veličine nove mjere rasutih tvari - hobotnice(104,95 l).

Metrološka reforma Petra I u Rusiji omogućila je korištenje engleskih mjera, koje su postale posebno raširene u mornarici i brodogradnji: inches(2,54 cm) i stopala(12 inča).

Godine 1736. odlukom Senata formirana je Komisija za utege i mjere.

Ideja o izgradnji sistema decimalna mjerenja pripada francuskom astronomu G. Moutonou, koji je živeo u 17. veku.

Kasnije je predloženo da se kao jedinica za dužinu usvoji jedan četrdeset milioniti deo Zemljinog meridijana. Zasnovan na jednoj jedinici - metara- izgrađen je cijeli sistem, tzv metrički.

U Rusiji je 1835. dekretom „O sistemu ruskih utega i mera“ odobreni standardi dužine i mase - platinasti hvat I platinasta funta.

Godine 1875. usvojilo je 17 država, uključujući Rusiju metrološka konvencija „da bi se osiguralo jedinstvo i poboljšanje metričkog sistema“ i odlučeno je da se osnuje Međunarodni biro za utege i mjere ( BIPM), koji se nalazi u gradu Sèvres (Francuska).

Iste godine Rusija je dobila platina-iridijum masovni standardi br. 12 i br. 26 i standardi jedinice dužine br. 11 i br. 28.

Godine 1892. za upravnika depoa postavljen je D.I. Mendeljejeva, koju je 1893. transformisao u Glavnu komoru za tegove i mere - jedan od prvih u svetu naučnoistraživačke institucije metrološki tip.

Veličina Mendeljejeva kao metrologa manifestovao se u tome što je on prvi u potpunosti shvatio neposrednu vezu između stanja metrologije i stepena razvoja nauke i industrije. " Nauka počinje ...od kada su poceli da mere... Tačna nauka je nezamisliva bez mjere “ – izjavio je poznati ruski naučnik.

Metrički sistem u Rusiji uveden je 1918. dekretom Vijeća narodnih komesara „O uvođenju međunarodnog metričkog sistema mjera i utega“.

IN 1956 potpisan je međuvladin sporazum konvencija o osnivanju Međunarodna organizacija za zakonsku metrologiju ( OIML), koji razvija opšta pitanja zakonske metrologije (klase tačnosti, SI, terminologija za zakonsku metrologiju, SI sertifikacija).

Kreirano u 1954 Komitet za standarde mjera i mjernih instrumenata pri Vijeću ministara SSSR-a, nakon transformacija, postaje Komitet Ruske Federacije za standardizaciju - Gosstandart Rusije .

U vezi sa usvajanjem Federalnog zakona „O tehničkoj regulaciji“ u 2002 i reorganizacija izvršne vlasti u 2004 Gosstandart je postao Federalna agencija za tehničku regulacijui metrologiju(trenutno skraćeno Rosstandart).

Razvoj prirodnih nauka doveo je do pojave sve više novih mjernih instrumenata, a oni su zauzvrat podstakli razvoj znanosti, postaje sve snažniji istraživački alat.

Moderna metrologija - ovo nije samo nauka o mjerenjima, već i odgovarajuće aktivnosti koje uključuju proučavanje fizičkih veličina (PV), njihovu reprodukciju i prijenos, korištenje etalona, ​​osnovne principe stvaranja mjernih alata i metoda, procjenu njihovih grešaka, metrološka kontrola i nadzor.

Metrologija se zasniva na dva glavna postulata (A I b):

A) prava vrijednost količine koja se utvrđuje postoji I to je konstantno ;

b) prava vrijednost mjerene veličine nemoguće naći .

Iz toga slijedi da je rezultat mjerenja povezan sa izmjerenom količinom matematička zavisnost (vjerovatna zavisnost).

Pravo značenje FV nazvana PV vrijednost, koja idealno karakterizira odgovarajuću fizičku veličinu (PV) u kvalitativnom i kvantitativnom smislu.

Stvarna PV vrijednost - PV vrijednost dobijena eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da se može koristiti umjesto nje u datom mjernom zadatku.

Za stvarnu vrijednost količine uvijek možete odrediti granice manje ili više uske zone unutar koje se nalazi prava vrijednost PV sa datom vjerovatnoćom.

Kvantitativne i kvalitativne manifestacije materijalnog svijeta

Svaki predmet u svijetu oko nas karakteriziraju svoja specifična svojstva.

U svojoj osnovi, imovina je kategorija visoka kvaliteta . Ista imovina može biti nalazi u mnogima predmeta ili biti svojstveno samo nekima od njih . Na primjer, sva materijalna tijela imaju masu, temperaturu ili gustinu, ali samo neka od njih imaju kristalnu strukturu.

Dakle, svako od svojstava fizičkih objekata, prije svega, mora biti otkriven , zatim se opisuje i klasifikuje, a tek nakon toga se može početi kvantitativno proučavati.

Magnituda- kvantitativne karakteristike dimenzija pojava, znakova, pokazatelja njihove povezanosti, stepena promjene, međuodnosa.

Količina ne postoji sama po sebi, već postoji samo onoliko koliko postoji objekat sa svojstvima izraženim ovom veličinom.

Različite količine se mogu podijeliti na idealne i realne veličine.

Idealna vrijednost - je generalizacija (model) subjektivno specifične koncepte iz stvarnog života i uglavnom se odnose na oblast matematike. Izračunavaju se na različite načine.

Prave vrijednosti odražavaju stvarna kvantitativna svojstva procesa i fizičkih tijela. Oni se pak dijele na fizički I nefizički količine.

Fizička količina (PV) se može definirati kao vrijednosna karakteristika neke materijalne objekte(procesi, pojave, materijali) izučavani u prirodnim (fizika, hemija) i raznim tehničkim naukama.

TO nefizički uključuju inherentne količine društvene znanosti - filozofija, kultura, ekonomija itd.

Za nefizički jedinica mjere ne može biti uveden u principu. Mogu se ocjenjivati ​​korištenjem stručnih procjena, bodovnog sistema, skupa testova itd. Nefizički vrijednosti u čijoj je procjeni uticaj subjektivnog faktora neizbežan, baš kao i idealne vrednosti, ne primjenjivati u oblast metrologije.

Fizičke veličine

Fizička količina - jedno od svojstava fizičkog objekta (fizičkog sistema, pojave ili procesa), generalno u kvalitetu u smislu mnogih fizičkih objekata, ali u kvantitativnom smislu individualno za svakoga Od njih.

Energija (aktivan) PV - količine koje ne zahtijevaju eksternu energiju za mjerenje. Na primjer, pritisak, električni napon, sila.

Real (pasivni) PV - količine koje zahtijevaju primjenu energije izvana. Na primjer, masa, električni otpor.

Individualnost u kvantitativnom smislu razumeti u smislu da imovine može biti za jedan objekat određeni broj puta više nego za drugog.

Visoka kvaliteta strana koncepta "fizičke količine" definiše « rod » količine, na primjer, masa kao opće svojstvo fizičkih tijela.

Kvantitativno strana - njihova veličina "(vrijednost mase određenog fizičkog tijela).

Rod FV - kvalitativna sigurnost vrijednosti. Dakle, konstantne i promenljive brzine su homogene veličine, a brzina i dužina heterogene veličine.

PV veličina - kvantitativna sigurnost svojstvena određenom materijalnom objektu, sistemu, pojavi ili procesu.

PV vrijednost - izraz veličine PV-a u obliku određenog broja mjernih jedinica prihvaćenih za njega.

Uticajna fizička veličina- PV, koji utiče na veličinu izmjerene vrijednosti i (ili) rezultat mjerenja.

PV dimenzija - izraz u obliku monoma stepena, sastavljen od proizvoda simbola glavnih PV u različitim stepenima i koji odražava odnos date veličine sa PV, prihvaćenih u ovom sistemu veličina kao osnovne sa koeficijentom proporcionalnosti jednakim 1.

dim x = L l M m T t .

Konstantna fizička količina - PV, čija se veličina, prema uslovima mjernog zadatka, može smatrati da se ne mijenja u vremenu koje prelazi vrijeme mjerenja.

Dimenzionalni PV - PV, u čijoj dimenziji je barem jedan od glavnih PV-a podignut na stepen koji nije jednak 0. Na primjer, sila F u sistemu LMTIθNJ je dimenzionalna veličina: dim F = LMT -2.

At mjerenje izvoditi poređenje nepoznata veličina sa poznatom veličinom uzetom kao jedinica.

Jednačina veze između veličina - jednačina , koji odražava odnos između količina određenih zakonima prirode, u kojima se abecedni simboli shvataju kao PV. Na primjer, jednadžba v =l / t odražava postojeću ovisnost konstantne brzine v o dužini puta l i vrijeme t.

Jednačina odnosa između veličina u određenom zadatku mjerenja naziva se jednačina mjerenja.

Additive PV - veličina čije se različite vrijednosti mogu sabrati, pomnožiti sa numeričkim koeficijentom ili međusobno podijeliti.

Vjeruje se da aditiva (ili ekstenzivna) fizička veličina mjereno u dijelovima , osim toga, mogu se precizno reproducirati korištenjem viševrijedne mjere zasnovane na zbiru veličina pojedinačnih mjera. Na primjer, aditivne fizičke veličine uključuju dužinu, vrijeme, struju itd.

At mjerenje pojavljuju se različiti PV koji karakteriziraju svojstva tvari, predmeta, pojava i procesa samo visokog kvaliteta , ostali - kvantitativno .

PV dimenzije kao izmjereno , dakle se procjenjuju korišćenjem vaga, tj. kvantitativne ili kvalitativne manifestacije bilo kojeg svojstva odražavaju se skupovima koji formiraju PV skale.

Praktično implementacija mjerne skale se izvode po standardizacija mjerne jedinice, same vage i uslovi za njihovu nedvosmislenu upotrebu.

Jedinice fizičkih veličina

Jedinica mjerenja PV - PV fiksne veličine, kojoj je konvencionalno dodijeljena numerička vrijednost jednaka 1, a koristi se za kvantitativno izražavanje homogenih fizičkih veličina.

Numerička vrijednost PV q - apstraktni broj uključen u vrijednost količine ili apstraktni broj koji izražava odnos vrijednosti količine prema jedinici datog PV-a koja je za nju usvojena. Na primjer, 10 kg je vrijednost mase, a broj 10 je brojčana vrijednost.

PV sistem - skup PV formiran u skladu sa prihvaćenim principima, kada se neke veličine uzimaju kao nezavisne, dok se druge određuju kao funkcije nezavisnih veličina.

PV sistem jedinica - skup osnovnih i derivativnih PV-a, formiranih u skladu sa principima za dati PV sistem.

Basic PV - PV, uključena u sistem veličina i uslovno prihvaćena kao nezavisna od drugih veličina ovog sistema.

Derivat PV - PV, uključena u sistem veličina i određena kroz osnovne veličine ovog sistema.

Međunarodni sistem jedinica (SI) uveden je u Rusiju 1. januara 1982. godine. Prema GOST8. 417 - 81, trenutno je na snazi ​​GOST8. 417 - 2002 (tablice 1-3).

Main princip stvaranje sistema - princip koherentnost, kada se izvedene jedinice mogu dobiti pomoću konstitutivnih jednadžbi s numeričkim koeficijentima jednakim 1.

Tabela 1 - Osnovne veličine i SI jedinice

Basic PV SI sistemi:

- metar je dužina putanje koju pređe svjetlost u vakuumu tokom vremenskog intervala od 1/299792458 s;

- kilogram (kilogram) jednaka masi međunarodnog prototipa kilograma (BIPM, Sèvres, Francuska);

- sekunda postoji vrijeme jednako 9192631770 perioda zračenja koje odgovara prijelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma-133;

- ampera je jačina stalne struje, koja bi pri prolasku kroz dva paralelna ravna vodiča beskonačne dužine i zanemarljivo male površine kružnog poprečnog presjeka, smještena u vakuumu na udaljenosti od 1 m jedan od drugog, izazvala na svakom dijelu provodnik dužine 1 m interakcijska sila jednaka 2 10 - 7 N (njutna);

- kelvin je jedinica termodinamičke temperature jednaka 1/273,16 termodinamičke temperature trostruke tačke vode.

Temperatura trostruke tačke vode je temperatura ravnotežne tačke vode u čvrstoj (led), tečnoj i gasovitoj (para) fazama na 0,01 K ili 0,01 °C iznad tačke topljenja leda;

- krtica je količina supstance sistema koji sadrži isti broj strukturnih elemenata koliko ima atoma u ugljeniku - 12 sa masom od 0,012 kg;

- candela je intenzitet svetlosti u datom pravcu izvora koji emituje monohromatsko zračenje frekvencije 540·10 12 Hz, čiji je energetski intenzitet svetlosti u ovom pravcu 1/683 W/sr (sr - steradijan).

Radian - ugao između dva poluprečnika kruga, dužina luka između kojih je jednaka ovom poluprečniku.

Steradian - čvrsti ugao s vrhom u središtu sfere, koji na njegovoj površini izrezuje površinu jednaku površini kvadrata sa stranicom, polumjerom kugle.

PV sistemska jedinica - PV jedinica uključena u prihvaćeni sistem jedinica. Osnovni, izvedeni, višekratnici i submultipleri SI jedinica su sistemski, na primjer, 1 m; 1 m/s; 1 km.

Nesistemska jedinica PV - PV jedinica koja nije uključena u prihvaćeni sistem jedinica, na primjer, puni ugao (rotacija 360°), sat (3600 s), inč (25,4 mm) i drugi.

Logaritamski PV se koriste za izražavanje zvučnog pritiska, pojačanja, slabljenja, itd.

Logaritamska PV jedinica- bijela (B):

Energetske vrijednosti 1B = log (P 2 /P 1) pri P 2 = 10P 1;

Veličine snage 1B = 2 log(F 2 /F 1) pri F 2 = .

Višestruka jedinica iz bela - decibel (d B): 1 d B = 0,1B.

Široko korišten relativni EF - bezdimenzionalni odnosi

dva PV-a istog imena. Izražavaju se u procentima i bezdimenzionalnim jedinicama.

Jedan od najvažnijih indikatora moderna digitalna mjerna tehnologija je količina (volumen) informacija bit i bajt (B). 1 bajt = 2 3 = 8 bita.

Tabela 2 - Jedinice količine informacija

Koriste se SI prefiksi: 1 KB = 1024 bajtova, 1 MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB, itd. U ovom slučaju, oznaka KB počinje velikim (velikim) slovom, za razliku od malog slova "k" za označavanje množitelja 10 3.

Istorijski se razvila situacija da se naziv "bajt" pogrešno koristi (umjesto 1000 = 10 3, 1024 = 2 10 je prihvaćeno) koriste se SI prefiksi: 1 KB = 1024 bajta, 1 MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB, itd. U ovom slučaju, oznaka KB počinje velikim (velikim) slovom, za razliku od malog slova "k" za označavanje množitelja 10 3.

Neke SI jedinice u čast naučnika dodjeljuju se posebni nazivi čije se oznake pišu velikim slovom, na primjer, amper - A, paskal - Pa, njutn - N. Ovakvo pisanje oznaka ovih jedinica zadržano je u oznaci drugih izvedenih jedinica SI.

Višestruki i podmnožni PV jedinice se koriste sa množiteljima i prefiksima

SI višekratnici i podmultiple nisu koherentan.

Višestruke jedinice FV - jedinica fizičke aktivnosti, cijeli broj puta veća od sistemske ili nesistemske jedinice. Na primjer, jedinica snage je megavat (1 MW = 10 6 W).

Dolnaya PV jedinica - jedinica fizičke aktivnosti, cijeli broj puta manji od sistemske ili nesistemske jedinice. Na primjer, jedinica vremena 1 µs = 10 -6 s je djelić sekunde.

Nazivi i oznake decimalnih umnožaka i podmnožaka SI sistema formiraju se pomoću određenih faktora i prefiksa (tablica 4).

Višestruki i podvišestruki sistemskih jedinica nisu uključeni u koherentne sistem PV jedinica.

Koherentna izvedena jedinica PV - derivirana jedinica PV, povezana s drugim jedinicama sistema jedinica jednačinom u kojoj pretpostavlja se da je numerički koeficijent jednak 1 .

Koherentni sistem PV jedinica - sistem PV jedinica, koji se sastoji od osnovnih jedinica i koherentnih izvedenih jedinica.

Prefikse “hecto”, “deci”, “deca”, “santi” treba koristiti kada je upotreba drugih prefiksa nezgodna.

Dodavanje dva ili više prefiksa u nizu imenu jedinice je neprihvatljivo. Na primjer, umjesto mikromikrofarada, trebali biste napisati pikofarade.

Zbog činjenice da naziv osnovne jedinice "kilogram" sadrži prefiks "kilo", za formiranje višestrukih i višestrukih jedinica mase, koristi se podvišestruka jedinica "gram", na primjer, miligram (mg) umjesto mikrokilograma (mkg).

Višestruka jedinica mase „gram“ koristi se bez dodavanja prefiksa.

Višestruke i višestruke jedinice PV pišu se zajedno s imenom SI jedinice, na primjer, kilonjuton (kN), nanosekunda (ns).

Nekim SI jedinicama daju se posebna imena u čast naučnika, čije su oznake napisane velikim slovom, na primjer, amper - A, ohm - Ohm, njutn - N.

Tabela 3 - Izvedene SI jedinice sa posebnim nazivima i oznakama

Ovo pisanje oznaka ovih jedinica zadržava se u oznakama drugih izvedenih SI jedinica iu drugim slučajevima.

Pravila za pisanje veličina u SI jedinicama

Vrijednost veličine zapisuje se kao proizvod broja i mjerne jedinice, pri čemu je broj pomnožen mjernom jedinicom brojčana vrijednost vrijednosti ove jedinice.

Tabela 4 - Faktori i prefiksi decimalnih umnožaka i podmnožaka SI jedinica

Između broja i mjerne jedinice uvijek postoji ostavite jedan prostor , na primjer jačina struje I = 2 A.

Za bezdimenzionalne veličine u kojima je jedinica mjere „jedinica“, uobičajeno je da se jedinica mjere izostavi.

Brojčana vrijednost PV ovisi o izboru jedinice. Ista PV vrijednost može imati različite vrijednosti ovisno o odabranim jedinicama, na primjer, brzina automobila v = 50 m/s = 180 km/h; talasna dužina jedne od žutih traka natrijuma je λ = 5,896·10 -7 m = 589,6 nm.

Matematički simboli PV ispisani kurzivom (kurzivnim fontom), obično su to pojedinačna mala ili velika slova latinskog ili grčkog alfabeta, a uz pomoć indeksa možete dopuniti podatke o vrijednosti.

Oznake jedinica u tekstu kucanom bilo kojim fontom trebaju biti odštampane direktno (nije sklon) font . To su matematičke jedinice, a ne skraćenica.

Nikada ih ne prati tačka (osim kada se završava rečenica) i nemaju završetak u množini.

Da biste odvojili decimalni dio od cijelog dijela, stavite tačka (u dokumentima na engleskom jeziku jezik - odnosi se uglavnom na SAD i Englesku) ili zarez (na mnogim evropskim i drugim jezicima, uklj. Ruska Federacija ).

Za olakšavaju čitanje brojeva sa velikim brojem cifara, ove cifre se mogu kombinovati u grupe od po tri i pre i posle decimalnog zareza, na primer 10.000.000.

Prilikom pisanja zapisa izvedenih jedinica, zapis jedinica uključenih u izvedenice je odvojene tačkama na srednjoj liniji , na primjer, N·m (njutn - metar), N·s/m 2 (njutn - sekunda po kvadratnom metru).

Najčešći izraz je u obliku proizvoda oznaka jedinica podignutih na odgovarajuću snagu, na primjer, m 2 s -1.

Kada naziv odgovara proizvodu jedinica sa više ili više prefiksa, prefiks se preporučuje dodati nazivu prve jedinice uključeni u rad. Na primjer, 10 3 N·m treba zvati kN·m, a ne N·km.

Koncept kontrole i ispitivanja

Neki koncepti vezani za definiciju "mjerenja"

Princip mjerenja - fizička pojava ili efekat koji je u osnovi mjerenja (mehanički, optičko-mehanički, Doplerov efekat za mjerenje brzine objekta).

Procedura mjerenja (MVI) - utvrđeni skup operacija i pravila tokom mjerenja, čija primjena osigurava da se rezultati dobiju sa zagarantovanom tačnošću u skladu sa prihvaćenom metodom.

Tipično, MVI je regulisan NTD, na primjer, MVI certifikat. U suštini, MVI je mjerni algoritam.

Measurement Observations - operacija koja se izvodi tokom mjerenja i ima za cilj pravovremeno i ispravno izračunavanje rezultata posmatranja - rezultat je uvijek slučajan i predstavlja jednu od vrijednosti mjerene veličine koja se podliježe zajedničkoj obradi radi dobijanja rezultata mjerenja.

Čitanje odbrojavanja - fiksiranje vrijednosti količine ili broja pomoću SI uređaja za indikaciju u datom trenutku.

Na primjer, vrijednost od 4,52 mm zabilježena u nekom trenutku na skali mjerne indikatorske glave je referenca na njeno očitanje u tom trenutku.

Informativni parametar ulaznog signala SI - parametar ulaznog signala koji je funkcionalno vezan za izmjereni PV i koristi se za prijenos njegove vrijednosti ili je najviše mjerena vrijednost.

Informacije o mjerenju - informacije o PV vrijednostima. Često se informacija o objektu koji se mjeri zna prije mjerenja, što je najvažniji faktor koji određuje efikasnost mjerenja. Takve informacije o objektu mjerenja nazivaju se a priori informacije .

Zadatak mjerenja - zadatak koji se sastoji u određivanju vrednosti PV merenjem sa potrebnom tačnošću u datim uslovima merenja.

Predmet mjerenja - tijelo (fizički sistem, proces, pojava) koje karakterizira jedno ili više fizičkih svojstava.

Na primjer, dio čija se dužina i promjer mjere; tehnološki proces tokom kojeg se mjeri temperatura.

Matematički model objekta - skup matematičkih simbola i odnosa između njih koji adekvatno opisuje svojstva mjernog objekta.

Prilikom konstruisanja teorijskih modela neizbježno je uvođenje bilo kakvih ograničenja, pretpostavki i hipoteza.

Stoga se postavlja zadatak procjene pouzdanosti (adekvatnosti) rezultirajućeg modela realnom procesu ili objektu. U tu svrhu, po potrebi, vrši se eksperimentalna verifikacija razvijenih teorijskih modela.

Algoritam mjerenja - precizna uputstva o redosledu operacija koje obezbeđuju merenje EF.

Područje mjerenja- skup mjerenja fizičke aktivnosti karakterističnih za bilo koju oblast nauke ili tehnologije i koji se razlikuju po svojoj specifičnosti (mehanička, električna, akustička, itd.).

Neispravljen rezultat mjerenja - vrijednost količine dobijene tokom mjerenja prije unošenja korekcija u nju, uzimajući u obzir sistematske greške.

Ispravljen rezultat mjerenja - vrijednost veličine koja se dobije tokom mjerenja i rafinira uvođenjem potrebnih korekcija za efekat sistematskih grešaka.

Konvergencija rezultata mjerenja - bliskost jedni s drugima rezultata mjerenja iste veličine, koja se više puta izvode korištenjem istih mjernih instrumenata, istom metodom pod istim uslovima i sa istom pažnjom.

Uz pojam „konvergencija“, domaći dokumenti koriste i termin „ponovljivost“. Konvergencija rezultata mjerenja može se kvantitativno izraziti kroz njihove karakteristike raspršenja.

Reproducibilnost rezultata mjerenja - blizina rezultata merenja iste količine, dobijenih na različitim mestima, različitim metodama, različitim sredstvima, od strane različitih operatera, u različito vreme, ali sprovedenih pod istim uslovima merenja (temperatura, pritisak, vlažnost, itd.).

Reproducibilnost rezultata mjerenja može se kvantitativno izraziti kroz njihove karakteristike raspršenja.

Kvalitet mjerenja - skup svojstava koja određuju prijem rezultata mjerenja sa traženim karakteristikama tačnosti, u traženom obliku i na vrijeme.

Pouzdanost mjerenja određuje se stepenom povjerenja u rezultat mjerenja i karakteriše ga vjerovatnoća da je prava vrijednost mjerene veličine u određenim granicama, odnosno u navedenom intervalu vrijednosti vrijednosti.

Serija rezultata mjerenja - vrijednosti jedne veličine, uzastopno dobijene iz uzastopnih mjerenja.

Ponderisana prosječna vrijednost - prosječna vrijednost veličine iz više nejednakih mjerenja, određena uzimajući u obzir težinu svakog pojedinačnog mjerenja.

Ponderisani prosek se takođe naziva prosekom težine.

Težina rezultata mjerenja (težina mjerenja) - pozitivan broj (p), koji služi kao procjena povjerenja u jedan ili drugi pojedinačni rezultat mjerenja uključen u seriju nejednakih mjerenja.

Radi pojednostavljenja proračuna, ponder (p = 1) se obično pripisuje rezultatu sa većom greškom, a preostale težine se nalaze u odnosu na ovu "jediničnu" težinu.

Measurement - određivanje PV vrijednosti eksperimentalno korištenjem posebnih tehničkih sredstava.

Measurement uključuje skup operacija o upotrebi tehničkog sredstva koje pohranjuje jedinicu PV, osiguravajući da se pronađe odnos mjerene veličine sa njenom jedinicom i dobije vrijednost ove veličine.

Primjeri: u najjednostavnijem slučaju, primjenom ravnala na bilo koji dio, u suštini upoređujemo njegovu veličinu s jedinicom koju je pohranilo ravnalo i, nakon očitavanja, dobijamo vrijednost vrijednosti (dužina, visina); koristeći digitalni uređaj za upoređivanje veličina

PV, pretvara se u digitalnu vrijednost, s jedinicom koju čuva uređaj, a brojanje se vrši na digitalnom displeju uređaja.

Koncept "mjerenja" odražava sljedeće karakteristike (A- d):

A) data definicija pojma “mjerenje” zadovoljava opštu jednačinu mjerenja, tj. uzima u obzir tehničku stranu(skup operacija), otkrivena metrološka suština(poređenje mjerene veličine i njene jedinice) i prikazan je rezultat operacija(dobivanje vrijednosti količine);

b) karakteristike svojstava se mogu mjeriti stvarno postojećih objekata materijalni svijet;

V) proces mjerenja - eksperimentalni proces (nemoguće je izmjeriti teoretski ili proračunski);

G) da izvršite mjerenje obavezna je za upotrebu tehnički SI koji pohranjuje mjernu jedinicu;

d) kao rezultat mjerenja PV vrijednost je prihvaćena (izraz PV u obliku određenog broja jedinica prihvaćenih za njega).

Od pojma "mjerenje" Izraz "mera" potiče od koji se široko koristi u praksi.

Izraz ne treba koristiti“mjerenje vrijednosti”, budući da je vrijednost veličine već rezultat mjerenja.

Metrološka suština mjerenja svodi na osnovnu mjernu jednačinu (osnovna mjeriteljska jednačina):

gdje je A vrijednost izmjerene PV;

A o je vrijednost količine uzete kao uzorak;

k je odnos izmjerene količine i uzorka.

Dakle, svako mjerenje se sastoji od poređenja, putem fizičkog eksperimenta, izmjerene PV sa određenom vrijednošću koja se uzima kao jedinica poređenja, tj. mjera .

Najprikladniji oblik osnovne metrološke jednačine je ako je vrijednost odabrana kao uzorak jednaka jedinici. U ovom slučaju, parametar k predstavlja numeričku vrijednost mjerene veličine u zavisnosti od usvojene metode mjerenja i mjerne jedinice.

Mjerenja uključuju zapažanja.

Posmatranje tokom posmatranja - eksperimentalna operacija koja se izvodi tokom procesa mjerenja, kao rezultat koje se dobiva jedna vrijednost iz skupa kvantitativnih vrijednosti koje podliježu zajedničkoj obradi kako bi se dobio rezultat mjerenja.

Potrebno je razlikovati pojmove " mjerenje», « kontrolu», « suđenje" i " dijagnosticiranje»

Measurement - eksperimentalno pronalaženje vrijednosti fizičke veličine pomoću posebnih tehničkih sredstava.

Mjerenje može biti dio posredne transformacije u kontrolnom procesu ili završna faza dobijanja informacija tokom testiranja.

Tehnička kontrola je proces utvrđivanja usklađenosti sa utvrđenim standardima ili zahtjevima vrijednosti parametara proizvoda ili procesa.

Prilikom kontrole otkriva se usklađenost ili neusklađenost stvarnih podataka sa traženim i donosi se odgovarajuća logična odluka u pogledu predmeta kontrole - “ godine " ili " nesposoban ».

Kontrola se sastoji od niza elementarnih radnji:

Mjerna transformacija kontrolirane veličine;

Operacije za reprodukciju kontrolnih postavki;

Operacije poređenja;

Određivanje rezultata kontrole.

Navedene operacije su po mnogo čemu slične operacijama mjerenja, međutim, postupci mjerenja i kontrole su u velikoj mjeri varirati:

- rezultat kontrola je visoka kvaliteta karakteristike, a mjere - kvantitativne;

- kontrolu sprovodi se, po pravilu, unutar relativno mala broj mogućih stanja, a mjerenje - u širokom rasponu vrijednosti mjerene veličine;

Glavna karakteristika kvaliteta postupka kontrolu je pouzdanost , a postupci mjerenja su precizni.

Test je eksperimentalno određivanje kvantitativnih i (ili) kvalitativnih karakteristika svojstava ispitnog objekta kao rezultat uticaja na njega tokom njegovog rada, kao i modeliranje objekta i/ili uticaja.

Eksperimentalno određivanje u toku ispitivanja navedenih karakteristika vrši se merenjima, kontrolom, evaluacijom i formiranjem odgovarajućih uticaja.

Glavne karakteristike testovi su:

- vježbe potrebni (stvarni ili simulirani) uslovi ispitivanja (način rada testnog objekta i (ili) skup faktora koji utiču);

- Usvajanje na osnovu rezultata ispitivanja, odluka o njegovoj podobnosti ili nepodobnosti, prezentacije za druge testove itd.

Pokazatelji kvaliteta ispitivanja su neizvjesnost(tačnost), ponovljivost i reproduktivnost rezultate.

Dijagnoza - proces prepoznavanja stanja elemenata tehničkog objekta u datom trenutku. Na osnovu dijagnostičkih rezultata moguće je predvideti stanje elemenata tehničkog objekta za nastavak njegovog rada.

Potrebno je izvršiti mjerenja u svrhu kontrole, dijagnoze ili ispitivanja mjerni dizajn, tokom kojeg se obavljaju sljedeći radovi:

- analiza zadatka mjerenja uz pojašnjenje mogućih izvora grešaka;

- izbor indikatora tačnosti mjerenja;

- izbor broja merenja, metode i mjerni instrumenti (SI);

- formulisanje početnih podataka izračunati greške;

- proračun pojedinačnih komponenti i ukupno greške;

- izračunavanje indikatora tačnosti i upoređujući ih sa odabranim indikatorima.

Sva ova pitanja odraziti u postupku mjerenja ( MVI ).

Klasifikacija mjerenja

Vrsta mjerenja - dio mjernog područja koji ima svoje karakteristike i karakteriše ga homogenost izmjerenih vrijednosti.

Merenja su veoma raznolika, što se objašnjava raznovrsnošću mernih veličina, različitom prirodom njihovih promena tokom vremena, različitim zahtevima za preciznošću merenja itd.

S tim u vezi, mjerenja su klasifikovana prema različitim kriterijumima (slika 1).

Jednaka preciznost mjerenja - niz mjerenja bilo koje veličine izvedenih sa više mjernih instrumenata jednake preciznosti pod istim uslovima sa istom pažnjom.

Nejednaka mjerenja - niz mjerenja bilo koje veličine, izvršenih mjernim instrumentima koji se razlikuju po tačnosti i (ili) pod različitim uslovima.

Jedno merenje - mjerenje obavljeno jednom. U praksi se u mnogim slučajevima za proizvodne procese izvode jednokratna mjerenja, kao što je sat vremena.

Višestruka mjerenja - mjerenje iste veličine PV, čiji se rezultat dobiva iz nekoliko uzastopnih mjerenja, odnosno sastoji se od više pojedinačnih mjerenja.

Statička mjerenja - mjerenje PV, koje se u skladu sa određenim mjernim zadatkom prihvata kao konstantno tokom vremena mjerenja.

Slika 1 – Klasifikacija tipova mjerenja

Dinamičko mjerenje - mjerenje PV različite veličine. Rezultat dinamičkog mjerenja je funkcionalna ovisnost mjerene vrijednosti o vremenu, odnosno kada se izlazni signal mijenja tokom vremena u skladu sa promjenom izmjerene vrijednosti.

Apsolutna mjerenja- mjerenja zasnovana na direktnim mjerenjima jedne ili više osnovnih veličina i (ili) korištenju vrijednosti fizičkih konstanti.

Na primjer, mjerenje dužine putanje tokom ravnomjernog pravolinijskog ravnomjernog kretanja L = vt, na osnovu mjerenja glavne veličine - vremena T i upotrebe fizičke konstante v.

Koncept apsolutnog mjerenja koristi se kao suprotan konceptu relativnog mjerenja i smatra se mjerenjem veličine u njenim jedinicama. U ovoj interpretaciji ovaj koncept se sve više koristi.

Relativna dimenzija- mjerenje odnosa količine prema istoimenoj količini, koja ima ulogu jedinice, ili mjerenje promjene veličine u odnosu na veličinu istog naziva, uzetu kao početnu.

Relativna mjerenja, pod ostalim jednakim uvjetima, mogu se izvršiti preciznije, jer ukupna greška rezultata mjerenja ne uključuje grešku PV mjere.

Primjeri relativnih mjerenja: mjerni odnosi snaga, pritisaka, itd.

Metrološka mjerenja - mjerenja izvršena korištenjem etalona.

Tehnička mjerenja - mjerenja koja se vrše tehničkim mjernim instrumentima.

Direktno mjerenje - PV mjerenje izvedeno direktnom metodom, u kojoj se željena PV vrijednost dobija direktno iz eksperimentalnih podataka.

Direktno mjerenje se vrši upoređivanjem PV sa mjerom ove veličine direktno ili očitavanjem SI očitanja na skali ili digitalnom uređaju, graduiranom u traženim jedinicama.

Direktna mjerenja često znače mjerenja u kojima se ne vrše posredne transformacije.

Primjeri direktnih mjerenja: mjerenje dužine, visine pomoću ravnala, napona pomoću voltmetra, mase pomoću opružnih vaga.

Jednačina direktno merenje ima sljedeći oblik:

Indirektno mjerenje - mjerenje dobiveno na osnovu rezultata direktnih mjerenja drugih PV, funkcionalno povezanih sa željenom vrijednošću poznatom zavisnošću.

Jednačina indirektnog mjerenja ima sljedeći oblik:

Y = F(x 1, x 2 …, x i,… x n),

gdje je F poznata funkcija;

n je broj direktnih PV mjerenja;

x 1, x, x i, x n - vrijednosti direktnog mjerenja PV.

Na primjer, određivanje površine, volumena mjerenjem dužine, širine, visine; električna energija mjerenjem struje i napona itd.

Agregatna mjerenja - istovremeno vršena mjerenja više istoimenih veličina, pri čemu se rješavanjem sistema jednačina dobijenih mjerenjem različitih kombinacija ovih veličina utvrđuje željena vrijednost veličine.

Jasno je da za određivanje vrijednosti traženih veličina, broj jednačina ne mora biti manji od broja veličina.

Primjer: vrijednost mase pojedinačnih utega u setu utvrđuje se iz poznate vrijednosti mase jednog od utega i iz rezultata mjerenja (poređenja) masa različitih kombinacija utega.

Postoje tegovi sa masama m 1, m 2, m 3.

Masa prvog utega se određuje na sljedeći način:

Masa drugog utega će se odrediti kao razlika između masa prvog i drugog utega M 1,2 i izmerene mase prvog utega m 1:

Masa trećeg utega će se odrediti kao razlika između masa prvog, drugog i trećeg utega M 1,2,3 i izmjerenih masa prvog i drugog utega

Često je to način da se poboljša tačnost rezultata mjerenja.

Zajednička mjerenja - simultana mjerenja nekoliko različitih PV-a kako bi se utvrdio odnos između njih.

Primjer 1. Konstrukcija kalibracijske karakteristike Y = f(x) mjernog pretvarača, kada se istovremeno mjere skupovi vrijednosti:

PV vrijednost se određuje korištenjem SI koristeći specifičnu metodu.

Metode mjerenja

Metoda mjerenja - tehnika ili skup tehnika za poređenje izmjerenog PV sa njegovom jedinicom u skladu sa implementiranim principom mjerenja i upotrebe SI.

Specifične metode mjerenja određuju se vrstom mjerenih veličina, njihovim veličinama, potrebnom preciznošću rezultata, brzinom mjernog procesa, uslovima pod kojima se mjerenja provode i nizom drugih karakteristika.

U principu, svaki PV se može mjeriti pomoću nekoliko metoda, koje se mogu razlikovati jedna od druge po karakteristikama tehničke i metodološke prirode.

Metoda direktne procjene - metoda mjerenja u kojoj se vrijednost veličine određuje direktno iz uređaja za očitavanje SI.

Brzina procesa mjerenja ga često čini nezamjenjivim u praksi

upotrebu, iako je tačnost mjerenja obično ograničena. Primjeri: mjerenje dužine ravnalom, masa opružnom vagom, pritisak manometrom.

Metoda poređenja sa mjerom - metoda mjerenja u kojoj se izmjerena vrijednost upoređuje sa vrijednošću reprodukovanom mjerom (mjerenje razmaka pomoću mjernog mjerača, mjerenje mase na skali s polugom pomoću utega, mjerenje dužine pomoću mjernih blokova, itd.).

Za razliku od SI direktne procjene, koji je pogodniji za dobijanje operativnih informacija, SI poređenja pruža veću preciznost mjerenja.

Nulta metoda mjerenja - metoda poređenja sa merom, u kojoj se rezultirajući efekat uticaja merene veličine i mere na uređaj za poređenje svodi na nulu.

Na primjer, mjerenje električnog otpora mostom sa njegovim potpunim balansiranjem.

Diferencijalna metoda - metoda mjerenja u kojoj se mjerena veličina upoređuje sa homogenom količinom koja ima poznatu vrijednost koja se neznatno razlikuje od vrijednosti mjerene veličine i u kojoj se mjeri razlika između ovih veličina.

Na primjer, mjerenje dužine upoređivanjem sa standardnom mjerom na komparatoru - sredstvo poređenja dizajnirano da uporedi mjere homogenih veličina.

Metoda diferencijalnog mjerenja je najefikasnija kada je odstupanje izmjerene vrijednosti od određene nominalne vrijednosti (odstupanje stvarne linearne veličine od nominalne, odstupanje frekvencije, itd.) od praktičnog značaja.

Metoda mjerenja zamjene - metoda poređenja sa mjerom, u kojoj se izmjerena veličina zamjenjuje mjerom sa poznatom vrijednošću količine, na primjer vaganjem uz naizmenično stavljanje izmjerene mase i utega na istu posudu vage).

Metoda mjerenja sabiranjem - metoda poređenja sa merom, u kojoj se vrednost merene veličine dopunjava merom iste veličine na način da na uređaj za poređenje utiče njihov zbir jednak unapred određenoj vrednosti.

Kontrastna metoda - metoda poređenja s mjerom, u kojoj mjerena veličina, reprodukovana mjerom, istovremeno djeluje na uređaj za upoređivanje, uz pomoć kojeg se uspostavlja odnos između ovih veličina.

Na primjer, mjerenje mase na skali s jednakim krakom sa stavljanjem izmjerene mase i utega koji je balansira na dvije skale, upoređivanje mjera pomoću komparatora, pri čemu je osnova metode generiranje signala o postojanju razlike u veličine upoređenih količina.

Metoda podudaranja - metodu poređenja sa mjerom u kojoj se razlika između izmjerene vrijednosti i vrijednosti reprodukovane mjerom mjeri pomoću podudarnosti oznaka skale ili periodičnih signala.

Na primjer, mjerenje dužine pomoću kalipera, kada se uoči podudarnost oznaka na kaliperu i skali nonija, mjerenje brzine rotacije pomoću stroboskopa, kada se položaj oznake na rotirajućem objektu kombinuje sa oznakom na neto -rotirajući dio ovog objekta na određenoj frekvenciji stroboskopa.

Kontaktna metoda mjerenja - metoda mjerenja u kojoj se osjetljivi element uređaja (mjerne površine uređaja ili instrumenta) dovodi u kontakt sa mjernim objektom.

Na primjer, mjerenje temperature radnog fluida termoelementom, mjerenje promjera dijela pomoću čeljusti.

Beskontaktna metoda mjerenja - metoda mjerenja zasnovana na činjenici da SI osjetljivi element nije doveden u kontakt sa objektom mjerenja.

Na primjer, mjerenje udaljenosti do objekta pomoću radara, mjerenje linearnih dimenzija dijelova fotoelektričnim mjernim uređajem.

Merni instrumenti

mjerni instrument (MI) - tehnički uređaj namijenjen mjerenju, koji ima standardizovane metrološke karakteristike, reprodukuje i (ili) čuva jedinicu PV za čiju veličinu se pretpostavlja da je nepromenjena (unutar utvrđene greške) u poznatom vremenskom intervalu.

Merni instrumenti su raznovrsni. Međutim, za ovaj set mogu se razlikovati neki opšti znakovi , svojstveno svim mjernim instrumentima, bez obzira na područje primjene.

Prema ulozi koju obavlja u sistemu za osiguranje ujednačenosti mjerenja, mjerni instrumenti se dijele na metrološki I radnici .

Metrološki mjerni instrumenti namijenjeni su za mjeriteljske svrhe - reprodukcija jedinice i (ili) njeno skladištenje ili prijenos veličine jedinice u radni SI.

Working SI - SI namijenjen za mjerenja koja se ne odnose na prijenos veličine jedinice u drugi SI.

U odnosu na izmjereno FV SI se dijele na osnovni I pomoćni .

Osnovni SI - SI PV, čija se vrijednost mora dobiti u skladu sa zadatkom mjerenja.

Pomoćni SI - SI tog PV-a, čiji se uticaj na glavni SI ili objekt mjerenja mora uzeti u obzir da bi se dobili rezultati mjerenja potrebne tačnosti.

Ovi SI se koriste za kontrolu održavanja vrijednosti uticanje vrijednosti unutar određenih granica.

Po stepenu automatizacije svi SI su podijeljeni po neautomatski(što znači konvencionalni instrument, kao što je mikrometar s polugom), automatski I automatizovano.

Automatski SI - mjerni instrumenti koji vrše mjerenja veličina bez ljudske intervencije i sve radnje vezane za obradu rezultata mjerenja, njihovu registraciju, prijenos podataka ili generiranje kontrolnih signala.

Primjeri: mjerne ili kontrolne mašine ugrađene u automatsku proizvodnu liniju (tehnološka oprema, alatni strojevi itd.), mjerni roboti sa dobrim rukovodećim svojstvima.

Automated SI - SI koji automatski izvodi jednu ili dio mjernih operacija. Na primjer, plinomjer (mjeri i bilježi podatke sa kumulativnim zbrojem).

Mjera PV - SI, namenjen za reprodukciju i (ili) skladištenje i prenos PV jedne ili više navedenih veličina, čije su vrednosti izražene u utvrđenim jedinicama i poznate sa zadatom tačnošću.

Mjerni uređaj - SI, dizajniran za dobivanje vrijednosti izmjerene veličine u određenom rasponu i generiranje signala mjerne informacije u obliku dostupnom posmatraču za direktnu percepciju (potonje se odnosi na indikativne instrumente).

Analogni metar - SI, čija su očitavanja kontinuirana funkcija promjena mjerene veličine. Na primjer, vage, manometar, ampermetar, mjerna glava sa uređajima za očitavanje skale.

Digitalni mjerni uređaj (DMI) nazvan SI, koji automatski proizvodi diskretne signale mjernih informacija, čija se očitanja prikazuju u digitalnom obliku. Kod mjerenja uz pomoć CIP-a isključene su subjektivne greške operatera.

Postavka mjerenja - skup funkcionalno kombinovanih mjera, mjernih instrumenata, mjernih pretvarača i drugih uređaja, namijenjenih za mjerenje jednog ili više PV-a i lociranih na jednom mjestu.

Na primjer, uređaj za kalibraciju, ispitni sto, mjerna mašina za mjerenje otpornosti materijala.

mjerni sistem (IS) - skup funkcionalno kombinovanih mjera, mjernih instrumenata, mjernih pretvarača, računara i drugih tehničkih sredstava koji se nalaze na različitim tačkama kontrolisanog objekta radi mjerenja jednog ili više PV karakterističnih za ovaj objekat i generisanja mjernih signala za različite namjene. Merni sistem može da sadrži desetine mernih kanala.

U zavisnosti od namjene, IC se dijele na mjerne informacije, kontrola mjerenja, merne kontrole itd.

Oni također razlikuju prilično konvencionalno informacioni i merni sistemi(IIS) i kompjuterski merni sistemi(CIS).

Zove se mjerni sistem koji se prilagođava u zavisnosti od promjena u mjernom zadatku fleksibilan mjerni sistem(GIS).

Measuring - računarski kompleks (IVK) - funkcionalno integrisani skup mjernih instrumenata, računara i pomoćnih uređaja koji su dizajnirani za obavljanje određene mjerne funkcije u sklopu IS-a.

kompjuter - merni sistem (CIS), inače, virtuelni uređaj se sastoji od standardnog ili specijalizovanog računara sa ugrađenom pločom (modulom) za prikupljanje podataka.

mjerni pretvarač (MT) - tehnička sredstva sa regulacijom

metrološke karakteristike, koje služe za pretvaranje izmjerene veličine u drugu veličinu ili mjerni signal, pogodan za obradu, skladištenje, daljnje transformacije, indikaciju i prijenos. PI je dio bilo kojeg mjernog uređaja (mjerne instalacije, IC, itd.), ili se koristi zajedno sa bilo kojim mjernim instrumentom.

Primjeri IP-a. Digitalno-analogni pretvarač (DAC) ili analogno-digitalni pretvarač (ADC).

Transmision converter - mjerni pretvarač koji se koristi za

daljinski prijenos mjernog informacijskog signala na druge uređaje ili

sistemi (termopar u termoelektričnom termometru).

Primarno mjerenje pretvarač ili jednostavno primarni pretvarač (PP)- mjerni pretvarač na koji izmjereni PV direktno utiče;

Šta je mjeriteljstvo i zašto je potrebna čovječanstvu?

Metrologija - nauka o merenjima

Metrologija je nauka o mjerenjima, metodama i sredstvima kojima se osigurava njihovo jedinstvo i načini postizanja potrebne tačnosti.
Ovo je nauka koja se bavi utvrđivanjem mernih jedinica različitih fizičkih veličina i reprodukcijom njihovih standarda, razvojem metoda za merenje fizičkih veličina, kao i analizom tačnosti merenja i istraživanjem i otklanjanjem uzroka grešaka u merenjima.

U praktičnom životu ljudi se svuda bave mjerenjima. Mjerenja veličina kao što su dužina, zapremina, težina, vrijeme itd. susrećemo se na svakom koraku i poznata su od pamtivijeka. Naravno, metode i sredstva mjerenja ovih veličina u antičko doba su bili primitivni i nesavršeni, ali bez njima je nemoguće zamisliti evoluciju Homo sapiensa.

Važnost mjerenja u savremenom društvu je velika. Oni služe ne samo kao osnova naučnih i tehničkih saznanja, već su od izuzetne važnosti za obračun materijalnih resursa i planiranje, za unutrašnju i vanjsku trgovinu, za osiguranje kvaliteta proizvoda, zamjenjivost komponenti i dijelova i unapređenje tehnologije, za osiguranje sigurnosti rada. i druge vrste ljudskih aktivnosti.

Metrologija je od velikog značaja za napredak prirodnih i tehničkih nauka, jer je povećanje tačnosti merenja jedno od sredstava unapređenja načina ljudskog poznavanja prirode, otkrića i praktične primene preciznih znanja.
Da bi se osigurao naučno-tehnološki napredak, mjeriteljstvo mora u svom razvoju biti ispred ostalih oblasti nauke i tehnologije, jer su za svaku od njih tačna mjerenja jedan od glavnih načina za njihovo unapređenje.

Ciljevi nauke metrologije

Kako metrologija proučava metode i sredstva mjerenja fizičkih veličina sa maksimalnim stepenom tačnosti, njeni zadaci i ciljevi proizlaze iz same definicije nauke. Međutim, imajući u vidu ogroman značaj metrologije kao nauke za naučni i tehnološki napredak i evoluciju ljudskog društva, svi pojmovi i definicije metrologije, uključujući njene ciljeve i zadatke, standardizovani su kroz regulatorne dokumente - GOST ov.
Dakle, glavni zadaci mjeriteljstva (prema GOST 16263-70) su:

· uspostavljanje jedinica fizičkih veličina, državnih etalona i standardnih mjernih instrumenata;

· razvoj teorije, metoda i sredstava mjerenja i upravljanja;

· osiguranje ujednačenosti mjerenja i uniformnih mjernih instrumenata;

· razvoj metoda za procjenu grešaka, stanja mjerne i kontrolne opreme;

· razvoj metoda za prenošenje jediničnih veličina sa etalona ili referentnih mjernih instrumenata na radne mjerne instrumente.

PREDAVANJE br. 1. Metrologija

Predmet i zadaci mjeriteljstva

Tokom svjetske istorije, čovjek je morao mjeriti razne stvari, vagati hranu i računati vrijeme. U tu svrhu bilo je potrebno stvoriti čitav sistem različitih mjerenja potrebnih za izračunavanje zapremine, težine, dužine, vremena itd. Podaci iz takvih mjerenja pomažu u savladavanju kvantitativnih karakteristika okolnog svijeta. Uloga ovakvih mjerenja u razvoju civilizacije je izuzetno važna. Danas nijedna grana nacionalne privrede ne bi mogla pravilno i produktivno da funkcioniše bez upotrebe svog sistema merenja. Uostalom, uz pomoć ovih mjerenja formiraju se i kontroliraju različiti tehnološki procesi, kao i praćenje kvaliteta proizvoda. Ovakva mjerenja su potrebna za različite potrebe u procesu razvoja naučnog i tehnološkog napretka: za obračun materijalnih sredstava i planiranje, i za potrebe unutrašnje i spoljne trgovine, i za provjeru kvaliteta proizvoda, i za povećanje nivo zaštite na radu svakog radnog lica. Uprkos raznovrsnosti prirodnih pojava i proizvoda materijalnog sveta, za njihovo merenje postoji jednako raznolik sistem merenja zasnovan na veoma značajnoj tački – poređenju dobijene vrednosti sa drugom, sličnom njoj, koja je nekada bila prihvaćena kao jedinica. . Ovim pristupom fizička veličina se smatra određenim brojem jedinica prihvaćenih za nju, ili, drugim riječima, na taj način se dobija njena vrijednost. Postoji nauka koja sistematizira i proučava takve mjerne jedinice - metrologija. U pravilu, mjeriteljstvo označava nauku o mjerenjima, postojećim sredstvima i metodama koje pomažu da se održi princip njihovog jedinstva, kao i načinima za postizanje potrebne tačnosti.

Poreklo samog pojma „metrologija“ je podizanje! na dvije grčke riječi: metron, što se prevodi kao “mjera” i logos, “učenje”. Brzi razvoj mjeriteljstva dogodio se krajem 20. vijeka. Neraskidivo je povezan sa razvojem novih tehnologija. Prije toga, mjeriteljstvo je bilo samo deskriptivni naučni predmet. Treba napomenuti da je u stvaranju ove discipline učestvovao D. I. Mendeljejev, koji se blisko bavio metrologijom od 1892. do 1907. godine... kada je vodio ovu granu ruske nauke. Dakle, možemo reći da metrološke studije:

1) metode i sredstva za obračun proizvoda prema sledećim pokazateljima: dužina, težina, zapremina, potrošnja i snaga;

2) merenja fizičkih veličina i tehničkih parametara, kao i svojstava i sastava supstanci;

3) mjerenja za praćenje i regulaciju tehnoloških procesa.

Postoji nekoliko glavnih područja mjeriteljstva:

1) opšta teorija merenja;

2) sisteme jedinica fizičkih veličina;

3) metode i sredstva merenja;

4) metode za određivanje tačnosti merenja;

5) osnovu za obezbeđivanje ujednačenosti merenja, kao i osnovu za ujednačenost mernih instrumenata;

6) etalone i primjerna mjerila;

7) metode za prenošenje jediničnih veličina sa uzoraka mernih instrumenata i sa etalona na radna merila. Važan koncept u nauci metrologije je jedinstvo mjerenja, što podrazumijeva takva mjerenja kod kojih se konačni podaci dobijaju u zakonskim jedinicama, dok se greške mjernih podataka dobijaju sa zadatom vjerovatnoćom. Potreba za ujednačenošću mjerenja uzrokovana je mogućnošću poređenja rezultata različitih mjerenja koja su vršena na različitim područjima, u različitim vremenskim periodima, kao i korištenjem različitih metoda i mjernih instrumenata.

Također treba razlikovati objekte mjeriteljstva:

1) mjerne jedinice veličina;

2) merni instrumenti;

3) tehnike koje se koriste za vršenje merenja itd.

Metrologija obuhvata: prvo, opšta pravila, norme i zahtjeve, i drugo, pitanja koja zahtijevaju državnu regulaciju i kontrolu. A ovdje govorimo o:

1) fizičke veličine, njihove jedinice, kao i njihova mjerenja;

2) principe i metode merenja i mernu opremu;

3) greške mjernih instrumenata, metoda i sredstava obrade rezultata mjerenja u cilju otklanjanja grešaka;

4) obezbeđivanje ujednačenosti merenja, etalona, ​​uzoraka;

5) državna metrološka služba;

6) metodologiju šema verifikacije;

7) radni mjerni instrumenti.

U tom smislu, zadaci metrologije postaju: unapređenje etalona, ​​razvoj novih metoda preciznih mjerenja, osiguranje jedinstva i potrebne tačnosti mjerenja.

Uslovi

Veoma važan faktor za pravilno razumevanje discipline i nauke metrologije su termini i pojmovi koji se u njoj koriste. Mora se reći da je njihova ispravna formulacija i tumačenje od najveće važnosti, jer je percepcija svake osobe individualna i mnoge, pa i opšteprihvaćene pojmove, pojmove i definicije tumači na svoj način, koristeći svoje životno iskustvo i slijedeći svoje instinkte, njegov životni kredo. A za mjeriteljstvo je vrlo važno da se pojmovi tumače nedvosmisleno za sve, jer ovaj pristup omogućava optimalno i potpuno razumijevanje bilo koje životne pojave. U tu svrhu kreiran je poseban terminološki standard, odobren na državnom nivou. Budući da Rusija sebe trenutno doživljava kao dio globalnog ekonomskog sistema, stalno se radi na ujednačavanju pojmova i koncepata i stvara se međunarodni standard. Ovo svakako pomaže da se olakša proces obostrano korisne saradnje sa visokorazvijenim stranim zemljama i partnerima. Dakle, u mjeriteljstvu se koriste sljedeće veličine i njihove definicije:

1) fizička količina, predstavlja opšte svojstvo u pogledu kvaliteta velikog broja fizičkih objekata, ali pojedinačno za svaki u smislu kvantitativnog izraza;

2) jedinica fizičke veličine,što podrazumijeva fizičku veličinu kojoj se pod uslovom dodjeljuje brojčana vrijednost jednaka jedan;

3) mjerenje fizičkih veličina, pod tim podrazumijevamo kvantitativnu i kvalitativnu procjenu fizičkog objekta pomoću mjernih instrumenata;

4) mjerni instrument, koji je tehnički uređaj koji ima standardizovane metrološke karakteristike. To uključuje mjerni uređaj, mjeru, mjerni sistem, mjerni pretvarač, set mjernih sistema;

5) mjerni uređaj je mjerni instrument koji proizvodi informacijski signal u obliku koji bi bio razumljiv za direktnu percepciju posmatrača;

6) mjera– također mjerni instrument koji reprodukuje fizičku veličinu date veličine. Na primjer, ako je uređaj certificiran kao mjerni instrument, njegova skala sa digitaliziranim oznakama je mjera;

7) merni sistem, percipira se kao skup mjernih instrumenata koji su međusobno povezani kanalima za prijenos informacija radi obavljanja jedne ili više funkcija;

8) mjerni pretvarač– također mjerni instrument koji proizvodi informacijski mjerni signal u obliku pogodnom za skladištenje, gledanje i emitovanje putem komunikacijskih kanala, ali nije dostupan direktnoj percepciji;

9) princip mjerenja kao skup fizičkih pojava, na čemu se zasnivaju mjerenja;

10) mjerna metoda kao skup tehnika i principa za korištenje tehničkih mjernih instrumenata;

11) tehnika mjerenja kao skup metoda i pravila, razvijen od strane metroloških istraživačkih organizacija, odobren zakonom;

12) greška mjerenja, predstavlja neznatnu razliku između pravih vrijednosti fizičke veličine i vrijednosti dobivenih kao rezultat mjerenja;

13) osnovna jedinica mjere, shvaćena kao jedinica mjere, posjedovanje standarda koji je službeno odobren;

14) izvedena jedinica kao jedinica mjere, povezane sa osnovnim jedinicama zasnovanim na matematičkim modelima kroz energetske odnose, bez standarda;

15) referenca, koja je namijenjena za pohranjivanje i reprodukciju jedinice fizičke veličine, za prijenos njenih dimenzionalnih parametara na mjerne instrumente koji su niži u šemi verifikacije. Postoji koncept „primarnog etalona“, što znači mjerni instrument koji ima najveću tačnost u zemlji. Postoji koncept „standarda poređenja“, koji se tumači kao sredstvo za povezivanje standarda međudržavnih usluga. A postoji i koncept „standardne kopije“ kao mjernog sredstva za prenošenje veličina jedinica na standardna sredstva;

16) uzorni proizvod pod kojim se podrazumijeva mjerni instrument namijenjen samo za prenos dimenzija jedinica na radne mjerne instrumente;

17) radni alat, shvaćeno kao “sredstvo mjerenja za procjenu fizičkog fenomena”;

18) tačnost merenja, interpretirana kao numerička vrijednost fizičke veličine, inverzna greška, određuje klasifikaciju standardnih mjernih instrumenata. Prema tačnosti mjerenja, mjerni instrumenti se mogu podijeliti na: najviše, visoke, srednje, niske.

Klasifikacija mjerenja

Klasifikacija mjernih instrumenata može se izvršiti prema sljedećim kriterijima.

1. Karakteristike tačnosti mjerenja se dijele na jednaka i nejednaka.

Jednako precizna mjerenja fizička veličina je niz mjerenja određene veličine izvršenih pomoću mjernih instrumenata (MI) sa istom tačnošću pod identičnim početnim uslovima.

Nejednako tačna mjerenja fizička veličina je niz mjerenja određene veličine izvršenih pomoću mjernih instrumenata različite preciznosti i (ili) pod različitim početnim uslovima.

2. Po broju mjerenja mjerenja se dijele na pojedinačna i višestruka.

Jedno merenje je mjerenje jedne količine napravljene jednom. U praksi pojedinačna mjerenja imaju veliku grešku, pa se radi smanjenja greške preporučuje da se mjerenja ovog tipa izvedu najmanje tri puta, a kao rezultat se uzme njihov aritmetički prosjek.

Višestruka mjerenja je mjerenje jedne ili više veličina koje se izvodi četiri ili više puta. Višestruko mjerenje je serija pojedinačnih mjerenja. Minimalni broj mjerenja pri kojem se mjerenje može smatrati višestrukim je četiri. Rezultat višestrukih mjerenja je aritmetički prosjek rezultata svih mjerenja. Uz ponovljena mjerenja, greška se smanjuje.

3. Po vrsti promjene vrijednosti mjerenja se dijele na statička i dinamička.

Statička mjerenja- To su mjerenja stalne, nepromjenljive fizičke veličine. Primjer takve vremenski stalne fizičke veličine je dužina zemljišne parcele.

Dinamička mjerenja– to su mjerenja promjenljive, nepostojane fizičke veličine.

4. Po namjeni mjerenja se dijele na tehnička i metrološka.

Tehnička mjerenja– to su mjerenja koja se vrše tehničkim mjernim instrumentima.

Metrološka mjerenja su mjerenja koja se vrše korištenjem etalona.

5. Načinom predstavljanja rezultata mjerenja se dijele na apsolutna i relativna.

Apsolutna mjerenja– to su mjerenja koja se vrše direktnim, direktnim mjerenjem fundamentalne veličine i (ili) primjenom fizičke konstante.

Relativna mjerenja- to su mjerenja u kojima se izračunava odnos homogenih veličina, pri čemu je brojilac količina koja se poredi, a imenilac osnova poređenja (jedinica). Rezultat mjerenja će zavisiti od toga koja se vrijednost uzima kao osnova za poređenje.

6. Metodama dobijanja rezultata mjerenja se dijele na direktna, indirektna, kumulativna i zajednička.

Direktna mjerenja– to su mjerenja koja se vrše pomoću mjera, odnosno mjerena veličina se upoređuje direktno sa svojom mjerom. Primjer direktnih mjerenja je mjerenje ugla (mjera - kutomjer).

Indirektna mjerenja su mjerenja u kojima se vrijednost mjerne veličine izračunava korištenjem vrijednosti dobijenih direktnim mjerenjem i nekim poznatim odnosom između ovih vrijednosti i mjerne veličine.

Agregatna mjerenja– to su mjerenja čiji je rezultat rješenje određenog sistema jednačina koji je sastavljen od jednačina dobijenih kao rezultat mjerenja mogućih kombinacija mjerenih veličina.

Zajednička mjerenja– to su mjerenja tokom kojih se mjere najmanje dvije nehomogene fizičke veličine kako bi se utvrdio odnos koji postoji između njih.

Jedinice

1960. godine, na XI Generalnoj konferenciji za utege i mjere, odobren je Međunarodni sistem jedinica (SI).

Međunarodni sistem jedinica zasniva se na sedam jedinica koje pokrivaju sljedeća područja nauke: mehaniku, elektricitet, toplotu, optiku, molekularnu fiziku, termodinamiku i hemiju:

1) jedinica dužine (mehanika) – metar;

2) jedinica mase (mehanika) – kilogram;

3) jedinica vremena (mehanika) – sekunda;

4) jedinica električne struje (električna energija) – amper;

5) jedinica termodinamičke temperature (toplota) – kelvin;

6) jedinica za intenzitet svetlosti (optika) – candela;

7) jedinica za količinu supstance (molekularna fizika, termodinamika i hemija) – krtica.

Postoje dodatne jedinice u međunarodnom sistemu jedinica:

1) mjerna jedinica ravnog ugla – radian;

2) mjerna jedinica čvrstog ugla – steradian Tako su usvajanjem Međunarodnog sistema jedinica mjerne jedinice fizičkih veličina u svim oblastima nauke i tehnologije dovedene u jednu vrstu, jer se sve ostale jedinice izražavaju kroz sedam osnovnih i dvije dodatne SI jedinice. Na primjer, količina električne energije je izražena u sekundama i amperima.

Greška mjerenja

U praksi korišćenja merenja, njihova tačnost postaje veoma važan pokazatelj, koji predstavlja stepen bliskosti rezultata merenja nekoj stvarnoj vrednosti, koja se koristi za kvalitativno poređenje mernih operacija. I kao kvantitativna procjena, u pravilu se koristi greška mjerenja. Štaviše, što je manja greška, to se smatra višom preciznošću.

Prema zakonu teorije greške, ako je potrebno povećati tačnost rezultata (sa isključenom sistematske greške) za 2 puta, tada se broj mjerenja mora povećati za 4 puta; ako je potrebno povećati tačnost za 3 puta, tada se broj mjerenja povećava za 9 puta, itd.

Proces procjene greške mjerenja smatra se jednom od najvažnijih aktivnosti u osiguravanju ujednačenosti mjerenja. Naravno, postoji veliki broj faktora koji utiču na tačnost merenja. Zbog toga je svaka klasifikacija grešaka mjerenja prilično proizvoljna, jer se često, ovisno o uvjetima mjernog procesa, greške mogu pojaviti u različitim grupama. Štaviše, prema principu zavisnosti od forme, ovi izrazi greške merenja mogu biti: apsolutni, relativni i redukovani.

Osim toga, u zavisnosti od prirode manifestacije, uzroka nastanka i mogućnosti otklanjanja, greške mjerenja mogu biti komponente.U ovom slučaju razlikuju se sljedeće komponente greške: sistematska i slučajna.

Sistematska komponenta ostaje konstantna ili se mijenja s naknadnim mjerenjima istog parametra.

Slučajna komponenta se mijenja kada se isti parametar ponovo nasumično promijeni. Obje komponente greške mjerenja (slučajna i sistematska) pojavljuju se istovremeno. Štaviše, vrijednost slučajne greške nije unaprijed poznata, jer može nastati zbog niza nespecificiranih faktora.Ova vrsta greške se ne može u potpunosti isključiti, ali se njihov utjecaj može donekle smanjiti obradom rezultata mjerenja.

Sistematska greška, i to je njena posebnost, u poređenju sa slučajnom greškom, koja se detektuje bez obzira na izvore, posmatra se prema svojim komponentama u vezi sa izvorima nastanka.

Komponente greške se takođe mogu podijeliti na: metodološke, instrumentalne i subjektivne. Subjektivne sistematske greške povezane su sa individualnim karakteristikama operatera. Do takve greške može doći zbog grešaka u očitavanju ili neiskustva operatera. U osnovi, sistematske greške nastaju zbog metodoloških i instrumentalnih komponenti. Metodološka komponenta greške određena je nesavršenošću metode mjerenja, metoda korištenja SI, netačnosti proračunskih formula i zaokruživanja rezultata. Instrumentalna komponenta se pojavljuje zbog intrinzične greške SI, određene klasom tačnosti, uticajem SI na rezultat i rezolucijom SI. Postoji i nešto kao „grube greške ili promašaji“, koji se mogu pojaviti zbog pogrešnih radnji operatera, neispravnosti mjernog instrumenta ili nepredviđenih promjena u mjernoj situaciji. Takve greške se obično otkrivaju u procesu pregleda rezultata mjerenja primjenom posebnih kriterija. Važan element ove klasifikacije je prevencija grešaka, shvaćena kao najracionalniji način smanjenja greške, a to je eliminisanje uticaja bilo kojeg faktora.

Vrste grešaka

Razlikuju se sljedeće vrste grešaka:

1) apsolutna greška;

2) relativna greška;

3) smanjena greška;

4) osnovna greška;

5) dodatna greška;

6) sistematska greška;

7) slučajna greška;

8) instrumentalna greška;

9) metodološka greška;

10) lična greška;

11) statička greška;

12) dinamička greška.

Greške mjerenja se klasificiraju prema sljedećim kriterijima.

Prema metodi matematičkog izražavanja, greške se dijele na apsolutne i relativne greške.

Na osnovu interakcije promjena vremena i ulazne vrijednosti, greške se dijele na statičke greške i dinamičke greške.

Na osnovu prirode njihovog pojavljivanja, greške se dijele na sistematske greške i slučajne greške.

Apsolutna greška– ovo je vrijednost izračunata kao razlika između vrijednosti količine dobijene tokom procesa mjerenja i stvarne (stvarne) vrijednosti ove veličine.

Apsolutna greška se izračunava pomoću sljedeće formule:

Q n =Q n ?Q 0 ,

gdje je AQ n – apsolutna greška;

Q n– vrijednost određene količine dobijene tokom procesa mjerenja;

Q 0– vrijednost iste količine uzeta kao osnova poređenja (stvarna vrijednost).

Apsolutna greška mjere– ovo je vrijednost izračunata kao razlika između broja, koji je nominalna vrijednost mjere, i stvarne (stvarne) vrijednosti količine koju mjera reprodukuje.

Relativna greška je broj koji odražava stepen tačnosti merenja.

Relativna greška se izračunava pomoću sljedeće formule:

gdje?Q – apsolutna greška;

Q 0– stvarna (realna) vrijednost mjerene veličine.

Relativna greška se izražava u procentima.

Smanjena greška je vrijednost izračunata kao omjer vrijednosti apsolutne greške i normalizirajuće vrijednosti.

Standardna vrijednost se određuje na sljedeći način:

1) za merila za koja je odobrena nominalna vrednost, ova nominalna vrednost se uzima kao standardna vrednost;

2) za merne instrumente kod kojih se nulta vrednost nalazi na ivici merne skale ili van skale, normalizujuća vrednost se uzima jednaka konačnoj vrednosti iz mernog opsega. Izuzetak su mjerni instrumenti sa značajno neujednačenom mjernom skalom;

3) za merne instrumente čija se nulta oznaka nalazi unutar mernog opsega, normalizujuća vrednost se uzima jednaka zbiru konačnih numeričkih vrednosti mernog opsega;

4) za mjerne instrumente (mjerne instrumente) kod kojih je skala neujednačena, normalizujuća vrijednost se uzima jednaka cijeloj dužini mjerne skale ili dužini onog njenog dijela koji odgovara mjernom opsegu. Apsolutna greška se tada izražava u jedinicama dužine.

Greška mjerenja uključuje instrumentalnu grešku, grešku metode i grešku u brojanju. Štaviše, greška u brojanju nastaje zbog nepreciznosti u određivanju ulomaka podjele mjerne skale.

Instrumentalna greška– radi se o grešci koja nastaje zbog grešaka napravljenih u procesu proizvodnje funkcionalnih dijelova mjernih instrumenata.

Metodološka greška je greška koja se javlja iz sljedećih razloga:

1) netačnost u konstruisanju modela fizičkog procesa na kome se merilo zasniva;

2) nepravilna upotreba mjernih instrumenata.

Subjektivna greška– radi se o grešci koja nastaje zbog niskog stepena kvalifikacije rukovaoca mjernim instrumentom, kao i zbog greške vidnih organa čovjeka, odnosno uzrok subjektivne greške je ljudski faktor.

Greške u interakciji promjena tokom vremena i ulazne veličine dijele se na statičke i dinamičke greške.

Statička greška– ovo je greška koja nastaje u procesu mjerenja konstantne (koje se ne mijenja tokom vremena) veličine.

Dinamička greška je greška čija se numerička vrijednost izračunava kao razlika između greške koja se javlja pri mjerenju nekonstantne (vremenski promjenjive) veličine i statičke greške (greške u vrijednosti mjerene veličine u određenoj tački u vrijeme).

Prema prirodi zavisnosti greške od uticajnih veličina, greške se dele na osnovne i dodatne.

Osnovna greška– ovo je greška dobijena u normalnim uslovima rada mjernog instrumenta (pri normalnim vrijednostima uticajnih veličina).

Dodatna greška– ovo je greška koja se javlja kada vrijednosti utjecajnih veličina ne odgovaraju njihovim normalnim vrijednostima, ili ako utjecajna veličina prelazi granice područja normalnih vrijednosti.

Normalni uslovi– to su stanja u kojima su sve vrijednosti utjecajnih veličina normalne ili ne prelaze granice normalnog raspona.

Uslovi rada– to su uslovi u kojima promena uticajnih veličina ima širi opseg (uticajne vrednosti ne prelaze granice radnog opsega vrednosti).

Radni opseg uticajnih veličina– ovo je raspon vrijednosti u kojem se normaliziraju vrijednosti dodatne greške.

Na osnovu prirode zavisnosti greške od ulazne vrednosti, greške se dele na aditivne i multiplikativne.

Aditivna greška– ovo je greška koja nastaje zbog zbrajanja numeričkih vrijednosti i ne ovisi o vrijednosti uzete mjerene veličine po modulu (apsolutno).

Multiplikativna pristrasnost je greška koja se mijenja s promjenama vrijednosti veličine koja se mjeri.

Treba napomenuti da vrijednost apsolutne aditivne greške nije povezana sa vrijednošću mjerene veličine i osjetljivošću mjernog instrumenta. Apsolutne aditivne greške su konstantne u cijelom mjernom opsegu.

Vrijednost apsolutne aditivne greške određuje minimalnu vrijednost veličine koju mjerni instrument može izmjeriti.

Vrijednosti multiplikativnih grešaka mijenjaju se proporcionalno promjenama vrijednosti mjerene veličine. Vrijednosti multiplikativnih grešaka su također proporcionalne osjetljivosti mjernog instrumenta.Množenje greške nastaje zbog utjecaja utjecajnih veličina na parametarske karakteristike elemenata uređaja.

Greške koje mogu nastati tokom procesa mjerenja klasificiraju se prema prirodi njihovog nastanka. Istaknite:

1) sistematske greške;

2) slučajne greške.

Grube greške i greške se takođe mogu pojaviti tokom procesa merenja.

Sistematska greška- ovo je komponenta cjelokupne greške rezultata mjerenja, koja se ne mijenja ili mijenja prirodno pri ponovljenim mjerenjima iste veličine. Obično se sistematska greška pokušava otkloniti na moguće načine (na primjer, korištenjem mjernih metoda koje smanjuju vjerovatnoću njenog nastanka), ali ako se sistemska greška ne može eliminisati, onda se ona izračunava prije početka mjerenja i odgovarajuće vrše se korekcije rezultata mjerenja. U procesu normalizacije sistematske greške određuju se granice njenih dozvoljenih vrijednosti. Sistematska greška određuje tačnost mjerenja mjernih instrumenata (metrološko svojstvo).

Sistematske greške u nekim slučajevima mogu se odrediti eksperimentalno. Rezultat mjerenja se tada može pojasniti uvođenjem korekcije.

Metode za otklanjanje sistematskih grešaka podijeljene su u četiri vrste:

1) otklanjanje uzroka i izvora grešaka prije početka mjerenja;

2) otklanjanje grešaka u procesu već započetog merenja metodama zamene, kompenzacije grešaka znakom, opozicijom, simetričnim posmatranjem;

3) korekcija rezultata merenja izmenom (otklanjanje grešaka proračunom);

4) određivanje granica sistematske greške u slučaju da se ona ne može otkloniti.

Otklanjanje uzroka i izvora grešaka prije početka mjerenja. Ova metoda je najbolja opcija, jer njena upotreba pojednostavljuje dalji tok mjerenja (nema potrebe eliminirati greške u procesu već započetog mjerenja ili vršiti korekcije dobivenog rezultata).

Da bi se eliminisale sistematske greške u procesu već započetog merenja, koriste se različite metode

Način unošenja amandmana zasniva se na poznavanju sistematske greške i trenutnih obrazaca njene promjene. Kada se koristi ova metoda, vrše se korekcije rezultata mjerenja dobijenog sa sistematskim greškama, koje su po veličini jednake ovim greškama, ali suprotnog predznaka.

Metoda zamjene sastoji se u tome što se mjerena veličina zamjenjuje mjerom postavljenom u iste uslove u kojima se nalazio predmet mjerenja. Metoda zamjene se koristi kada se mjere sljedeći električni parametri: otpor, kapacitivnost i induktivnost.

Metoda kompenzacije greške u znaku sastoji se u tome da se mjerenja izvode dva puta na način da se u rezultate mjerenja unese greška nepoznate veličine sa suprotnim predznakom.

Metoda opozicije slično metodi kompenzacije predznaka. Ova metoda se sastoji od mjerenja dva puta tako da izvor greške u prvom mjerenju ima suprotan učinak na rezultat drugog mjerenja.

Slučajna greška- ovo je komponenta greške rezultata mjerenja, koja se nasumično, nepravilno mijenja prilikom izvođenja ponovljenih mjerenja iste veličine. Pojava slučajne greške ne može se predvidjeti niti predvidjeti. Slučajna greška se ne može u potpunosti eliminisati, ona uvijek u određenoj mjeri iskrivljuje konačne rezultate mjerenja. Ali rezultat mjerenja možete učiniti preciznijim ponavljanjem mjerenja. Uzrok slučajne greške može biti, na primjer, slučajna promjena vanjskih faktora koji utiču na proces mjerenja. Slučajna greška pri izvođenju ponovljenih mjerenja sa dovoljno visokim stepenom tačnosti dovodi do rasipanje rezultata.

Greške i grube greške– to su greške koje daleko prevazilaze sistematske i slučajne greške koje se očekuju u datim uslovima mjerenja. Greške i grube greške mogu se pojaviti zbog velikih grešaka tokom procesa mjerenja, tehničkog kvara mjernog instrumenta ili neočekivanih promjena vanjskih uslova.

Izbor mjernih instrumenata

Prilikom odabira mjernih instrumenata, prije svega, mora se uzeti u obzir dozvoljena vrijednost greške za dato mjerenje, utvrđena u relevantnim regulatornim dokumentima.

Ako dozvoljena greška nije predviđena relevantnim regulatornim dokumentima, maksimalna dozvoljena greška merenja mora biti regulisana u tehničkoj dokumentaciji za proizvod.

Prilikom odabira mjernih instrumenata treba uzeti u obzir i sljedeće:

1) dozvoljena odstupanja;

2) metode mjerenja i metode kontrole. Glavni kriterij za odabir mjernih instrumenata je usklađenost mjernih instrumenata sa zahtjevima pouzdanosti mjerenja, dobijanje stvarnih (stvarnih) vrijednosti mjerenih veličina sa zadatom tačnošću uz minimalne troškove vremena i materijala.

Za optimalan odabir mjernih instrumenata morate imati sljedeće početne podatke:

1) nazivnu vrednost merene veličine;

2) veličinu razlike između maksimalne i minimalne vrednosti merene veličine, regulisane regulatornom dokumentacijom;

3) podatke o uslovima za vršenje merenja.

Ako je potrebno izabrati mjerni sistem na osnovu kriterija tačnosti, onda se njegova greška mora izračunati kao zbir grešaka svih elemenata sistema (mjera, mjernih instrumenata, mjernih pretvarača), u skladu sa zakonom utvrđenim za svaki sistem.

Preliminarni izbor mjernih instrumenata vrši se u skladu sa kriterijumom tačnosti, a konačni izbor mjerila mora uzeti u obzir sljedeće zahtjeve:

1) na radni opseg vrednosti veličina koje utiču na proces merenja;

2) na dimenzije mjernog instrumenta;

3) na masu mjernog instrumenta;

4) dizajnu mjernog instrumenta.

Prilikom odabira mjernih instrumenata potrebno je voditi računa o preferencijama standardiziranih mjernih instrumenata.

19. Metode utvrđivanja i obračuna grešaka

Metode za određivanje i obračun mjernih grešaka koriste se za:

1) na osnovu rezultata merenja dobije stvarnu (stvarnu) vrednost merene veličine;

2) utvrditi tačnost dobijenih rezultata, odnosno stepen njihove korespondencije sa stvarnom (stvarnom) vrijednošću.

U procesu utvrđivanja i obračuna grešaka ocjenjuje se:

1) matematičko očekivanje;

2) standardna devijacija.

Procjena parametra tačke(matematičko očekivanje ili standardna devijacija) je procjena parametra koji se može izraziti jednim brojem. Tačkasta procjena je funkcija eksperimentalnih podataka i stoga sama po sebi mora biti slučajna varijabla raspoređena u skladu sa zakonom koji ovisi o zakonu distribucije za vrijednosti originalne slučajne varijable. Zakon distribucije vrijednosti točke procjene će takođe zavisi od parametra koji se procenjuje i od broja testova (eksperimenata).

Procjene bodova su sljedećih tipova:

1) nepristrasna tačka;

2) efektivna bodovna procjena;

3) konzistentna bodovna procjena.

Nepristrasna tačka procene je procjena parametra greške, čije je matematičko očekivanje jednako ovom parametru.

Efektivna tačka o

Riječ "metrologija" nastala je od dvije grčke riječi: "metron" - mjera i logos - doktrina. Doslovni prijevod riječi “metrologija” je proučavanje mjera. Dugo vremena, mjeriteljstvo je ostalo uglavnom deskriptivna nauka o različitim mjerama i odnosima između njih. Od kraja prošlog veka, zahvaljujući napretku fizičkih nauka, metrologija je dobila značajan razvoj. Veliku ulogu u razvoju moderne metrologije kao jedne od nauka fizičkog ciklusa odigrao je D. I. Mendeljejev, koji je vodio domaću metrologiju u periodu 1892-1907.

metrologija, u svom savremenom shvatanju, je nauka o merenjima, metodama, sredstvima za obezbeđivanje njihovog jedinstva i metodama za postizanje potrebne tačnosti.

Ispod ujednačenost merenja razumiju stanje mjerenja u kojem su njihovi rezultati izraženi u standardiziranim jedinicama i greške mjerenja su poznate sa datom vjerovatnoćom. Jedinstvo mjerenja je neophodno kako bi se mogli porediti rezultati mjerenja na različitim mjestima, u različito vrijeme, korištenjem različitih metoda i mjernih instrumenata.

Preciznost mjerenja karakterizira bliskost njihovih rezultata pravoj vrijednosti izmjerene vrijednosti. Pošto apsolutno tačni instrumenti ne postoje, o tačnosti instrumenata može se raspravljati samo u smislu teorije vjerovatnoće i matematičke statistike. Najvažniji zadatak mjeriteljstva je poboljšanje etalona, ​​razvoj novih metoda preciznih mjerenja i osiguranje uniformnosti i potrebne tačnosti mjerenja.

Metrologija uključuje sljedeće dijelove:

1. Teorijska metrologija, gdje se razmatraju opšta pitanja teorije mjerenja.

2. Primijenjena metrologija proučava pitanja praktične primjene rezultata teorijskih istraživanja

3. Zakonska metrologija razmatra skup pravila, normi i zahtjeva koje uređuju državni organi kako bi se osigurala ujednačenost mjerenja i uniformnost mjernih instrumenata.

Ispod mjerenje razumjeti proces dobivanja kvantitativnih informacija o vrijednosti bilo koje fizičke veličine eksperimentalnim putem pomoću mjernih instrumenata.

Fizička količina- ovo je svojstvo koje je kvalitativno zajedničko mnogim fizičkim objektima (sistemima, njihovim stanjima i procesima koji se u njima dešavaju), ali kvantitativno individualno za svaki objekat.

Jedinica fizičke veličine je fizička veličina, čijoj je veličini dodijeljena numerička vrijednost 1. Veličina fizičke veličine je kvantitativni sadržaj u datom objektu svojstva koja odgovara konceptu „fizičke veličine“.

Za svaku fizičku veličinu mora se uspostaviti mjerna jedinica. Sve fizičke veličine su međusobno povezane zavisnostima. Njihova ukupnost se može smatrati kao sistem fizičkih veličina. Štaviše, ako odaberete nekoliko fizičkih veličina za osnovni, onda se kroz njih mogu izraziti i druge fizičke veličine.

Sve mjerne jedinice su podijeljene na osnovne i derivate(izvedeno od glavnih). Izraz koji odražava odnos fizičke veličine sa osnovnim fizičkim veličinama sistema naziva se dimenzija fizičke veličine.

Neki koncepti teorije dimenzija

Operacija određivanja dimenzije fizičke veličine x označava se odgovarajućim velikim slovom

Teorija dimenzija se zasniva na sljedećim tvrdnjama (teoremama)

1. Dimenzije lijevog i desnog dijela moraju uvijek odgovarati, tj.

ako postoji neki izraz kao

2. Algebra dimenzija je multikativna, tj. za dimenzije je definirana operacija množenja, a operacija množenja nekoliko veličina jednaka je proizvodu njihovih dimenzija

3. Dimenzija količnika dijeljenja dvije veličine jednaka je odnosu njihovih dimenzija

4. Dimenzija veličine podignute na stepen jednaka je dimenziji veličine podignute na odgovarajući stepen

Operacije sabiranja i oduzimanja dimenzija nisu definirane.

Iz odredbi teorije dimenzionalnosti proizilazi da se dimenzija jedne fizičke veličine povezana određenim odnosima sa drugim fizičkim veličinama (tj. za veličinu koja je uključena u sistem fizičkih veličina) može izraziti kroz dimenzije ovih veličina.

Dimenzija fizičke veličine je njena kvalitativne karakteristike.