Метрология что изучает

Метрология для чайников: основные понятия, принципы, цели и задачи

Кто-то подумает (ну а вдруг), что метрология – это учение про метро. Чтобы никто больше так не думал, мы написали эту статью об основных понятиях, целях и задачах метрологии. А чтобы было не скучно, мы приправили все это интересными фактами.

Основные понятия метрологии

На самом деле, по определению:

Метрология – наука о единстве измерений.

Может показаться, что это очень скучно и занудно – измерять, высчитывать абсолютную и относительную погрешность, учитывать точность прибора, рассчитывать допуски, записывать результат на бумажку. Да, мы даже не спорим. Но есть и интересные вещи, которые будет полезно знать про метрологию.

У метрологии есть принципы:

Основные задачи метрологии:

Что такое единство измерений

Люди не зря придумали международную систему СИ. Теперь мы измеряем длину в метрах, массу в килограммах и даже не задумываемся об этом. Так было далеко не всегда. В давние времена на каждой территории (скажем, в княжестве или городке) могла быть своя система измерений.

Система СИ была разработана и внедрена в 1960 году. В ней 7 основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела.

Приведем схематичный пример.

Когда-то в Средневековье житель Вилларибо должен был в качестве налога отдать бургомистру столько урожая, сколько тот мог унести. При этом житель Виллабаджо отдавал в два раза меньше, потому что у бургомистра Виллабаждо были не такие большие руки и поднять он мог меньше.

Единство измерений очень важно, особенно в вопросах международного сотрудничества, производства и научных исследований. Не будь единой системы, получилась бы история наподобие строительства Вавилонской башни. Никто бы друг с другом попросту не смог договориться.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Так уж устроены люди, что им все нужно стандартизировать. Чем больше становилось людей, тем сильнее была потребность в стандартизации.

Помните, мы уже говорили про время и то, как люди его измеряли? С длиной и прочими величинами дело обстояло примерно так же. Брали то, что подвернется под руку (или саму руку), делали из этого эталон, а все остальное сравнивали с ним.

Древнерусские (и прочие) единицы измерения

Говорящий пример – такие древнерусские меры длины, как «локоть» или «пядь». Когда про кого-то говорят «семь пядей во лбу», это означает, что такой человек очень умный. Хотя не факт. У большинства нормальных людей во лбу нет и одной пяди, а встречать того, у кого их действительно семь, мы вам искренне не желаем.

Пядь – расстояние от кончика большого пальца до кончика указательного при расставленной ладони. 1 пядь=17,78 см.

Но вернемся к единству. Всю эту относительность нужно было свести на нет, иначе развитие науки и промышленности было бы связано с огромной неразберихой.

Эталон метра. История создания

Задумываться об этом всерьез стали в 17 веке. Возьмем, к примеру, метр. Над его определением трудились не один век.

Сначала за эталон метра была принята длина маятника с периодом колебаний равным 1 секунде. Правда выяснилось, что в зависимости от места измерений длина такого маятника изменяется. Так было доказано уменьшение силы тяжести от полюсов к экватору, а эталон метра пришлось менять.

Один из эталонов метра в Париже

Потом решили, что эталон длины нужно привязать к длине меридиана, проходящего через Париж. Почему именно Париж? Да потому что занималась этим вопросом французская академия наук в Париже, а ходить куда-то далеко для установки эталона метра никто не хотел.

В итоге в 1791 году за метр была принята одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (расстояние от северного полюса до экватора на долготе Парижа). В 1799 году изготовили платиновый стержень с такой длиной, а в 1889 был сделан более точный платиноиридиевый эталон метра. Сейчас эти стержни хранятся в музее.

Единица измерения массы килограмм также была привязана к метру. По определению 1795 года, килограмм равен массе одного кубического дециметра воды или, проще говоря, одного литра.

Время шло, и людям нужно было докопаться до сути во всех сферах. Эта тенденция не обошла и вопрос измерений. Платиноиридиевый стержень служил эталоном метра до 1960 года, но затем от привязки к длине меридиана решено было отказаться.

По современному определению метр равен расстоянию, которое свет проходит за 1/299792458 долю секунды.

Как видите, метрология не такая уж и занудная штука. А если дело касается расчета погрешностей в лабораторной работе и результат никак не сходится с экспериментом, смело пишите в наш студенческий сервис. Мы поможем, объясним и рассчитаем все с необходимой точностью.

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник

Метрология

Метроло́гия (от греч. μέτρον — мера, измерительный инструмент + др.-греч. λόγος — мысль, причина) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (РМГ 29-99). Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты.

Метрология состоит из 3 разделов:

Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений).

Изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.

Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

Содержание

Цели и задачи метрологии

Также метрология изучает развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспективе.

Аксиомы метрологии

Термины и определения метрологии

История метрологии

Исторически важные этапы в развитии метрологии:

Вехи отечественной истории метрологии:

Всемирный день метрологии отмечается ежегодно 20 мая. Праздник учрежден Международным Комитетом мер и весов (МКМВ) в октябре 1999 года, на 88 заседании МКМВ.

Становление и различия метрологии в СССР и за рубежом

Бурное развитие науки, техники и технологии в ХХ веке потребовало развития метрологии как науки. В СССР метрология развивалась в качестве государственной дисциплины, т.к. нужда в повышении точности и воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось государственное регулирование различных понятий, относящихся к метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, например ASTM. В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик государственные стандарты ( эталоны ) признаются главенствующими, в отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не пользоваться плохо зарекомендовавшим себя стандартом или прибором и договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения воспроизводимости измерений.

Отдельные направления метрологии

См. также

Ссылки

Физика плазмы • Физика атмосферы • Лазерная физика • Физика ускорителейСвязанные наукиАгрофизика • Физическая химия • Математическая физика • Космология • Астрофизика • Геофизика • Биофизика • Метрология • МатериаловедениеСм. такжеКибернетика • Синергетика • Нелинейная динамикаПортал «Физика»

Полезное

Смотреть что такое «Метрология» в других словарях:

метрология — метрология … Орфографический словарь-справочник

МЕТРОЛОГИЯ — (греч., от metron мера, и logos слово). Описание весов и мер. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МЕТРОЛОГИЯ греч., от metron, мера, и logos, трактат. Описание весов и мер. Объяснение 25000 иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка

Метрология — Наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Законодательная метрология Раздел метрологии, включающий взаимосвязанные законодательные и научно технические вопросы, нуждающиеся в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МЕТРОЛОГИЯ — (от греч. metron мера и logos слово, учение), наука об измерениях и методах достижения повсеместного их единства и требуемой точности. К осн. проблемам М. относятся: общая теория измерений, образование единиц физ. величин и их систем, методы и… … Физическая энциклопедия

Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Источник: РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЯ. МЕТРОЛОГИЯ. ОСНОВНЫЕ … Официальная терминология

метрология — и, ж. métrologie f. < metron мера + logos понятие, учение. Учение о мерах; описание различных мер и весов и способов определения их образцов. СИС 1954. Какому то Паукеру присудили полную награду за рукопись на немецком языке о метрологии,… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

метрология — Наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности [РМГ 29 99] [МИ 2365 96] Тематики метрология, основные понятия EN metrology DE MesswesenMetrologie FR métrologie … Справочник технического переводчика

МЕТРОЛОГИЯ — МЕТРОЛОГИЯ, наука об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности. Рождением метрологии можно считать установление в конце 18 в. эталона длины метра и принятие метрической системы мер. В 1875 подписана международная Метрическая … Современная энциклопедия

МЕТРОЛОГИЯ — историческая вспомогательная историческая дисциплина, изучающая развитие систем мер, денежного счета и единиц налогового обложения у различных народов … Большой Энциклопедический словарь

МЕТРОЛОГИЯ — МЕТРОЛОГИЯ, метрологии, мн. нет, жен. (от греч. metron мера и logos учение). Наука о мерах и весах разных времен и народов. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Источник

Что такое метрология?

В основе любой технологии – точные данные и расчеты, поэтому можно сделать вывод, что за всеми достижениями стоит умение правильно измерять те или иные показатели. Более того, необходимость измерять, определять различные величины присутствует не только на предприятиях, но и в быту. И уже долгое время этот вид деятельности является сформированным и полноценным научным направлением, которое получило название метрология.

Но вопреки неоспоримой значимости и важности метрологии, мало кто имеет четкое представление, что же из себя представляет данная сфера знаний.

Метрология – что это?

Если говорить в общих чертах, то метрология – это совокупность научных знаний о средствах, методах и способах измерения, сюда же можно отнести и понятие их единства. Ключевое место в сфере занимает измерение, которое в данном случае подразумевает получение сведений о предмете исследования. Например, получение информации о свойствах и характеристиках. При этом стоит отметить, что обязательным условием для метрологии считается опытный путь получения знаний через применение метрологического инструментария.

Необходимо учитывать и тот факт, что метрология как понятие имеет тесную связь с стандартизацией и сертификацией, которые в контексте науки дают возможность практическим путем получать ценную информацию о предмете изучения, но с разных позиций. К примеру, стандартизация устанавливает единые формы и правила для применения методов измерения, разработкой которых и занимается метрология.

Задачи метрологии

Поскольку метрология является самостоятельной научной дисциплиной, то перед ней стоит ряд важных задач:

Сферы применения метрологии

Как уже отмечалось ранее, сферы применения знаний метрологии достаточно обширны, можно даже утверждать, что ее принципы применяются фактически во всех областях человеческой деятельности.

Но стоит выделить и те сферы, где специалисты метрологи необходимы:

В связи с этим метрологам крайне важно регулярно повышать уровень своих знаний. Для этого на базе Академии СНТА 30 августа пройдет семинар «Метрология, метрологическое обеспечение производства на современном этапе развития (состояние, проблемы, перспективы развития)». В качестве ведущего выступит Любовь Михайловна Еговцева – метролог с 30-летним стажем преподавания данной дисциплины.

Программа семинара будет содержать следующие вопросы:

Источник

Метрология

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Данное определеление дают все российские нормативно-правовые акты начиная от ГОСТ 16263-70 и до, принятых не так давно, рекомендаций РМГ 29-2013.

В международном словаре по метрологии (VIM3) дается более широкое определение термину «метрология», как науке об измерениях и их применении, которая включает все теоретические и практические аспекты измерений, независимо от их неопределенности и области использования.

Справка. ГОСТ 16263-70 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения» действовал с 01.01.1971 года, заменен с 01.01.2001 на РМГ 29-99 с аналогичным названием.
РМГ 29-2013 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения» – Рекомендации по межгосударственной стандартизации (введены с 01.01.2015 взамен РМГ 29-99). Они актуализированы и гармонизированы со словарем VIM3-2008 (3 редакция). Полное его название – Международный словарь по метрологии: Основные и общие понятия и соответствующие термины.

Если говорить простым языком, метрология занимается вопросами измерения физических величин, характеризующих всевозможные материальные объекты, процессы или явления. В сферу ее интересов входит разработка и практическое применение измерительных технологий, инструмента и оборудования, а также средств и методов обработки полученной информации. Помимо этого, метрология обеспечивает нормативно-правовое регулирование действий официальных структур и отдельных лиц, так или иначе связанных с выполнением измерений в своей деятельности, изучает и систематизирует исторический опыт.

Само слово «метрология» происходит от греческих слов «метрон» – мера и «логос» – учение. Первое время учение так и развивалось, как наука о мерах и соотношениях между различными величинами мер (применяемых в разных странах), и являлась описательной (эмпирической).

Измерения новых современных величин, расширение диапазонов измерений, повышение их точности, все это способствует созданию новейших технологий, эталонов и средств измерений (СИ), совершенствованию путей постижения природы человеком, познание количественных характеристик окружающего мира.

Установлено, что в настоящее время имеется потребность в измерении более двух тысяч параметров и физических величин, но пока, на основе имеющихся средств и методов производятся измерения около 800 величин. Освоение новых видов измерений остается актуальной проблемой и в наши дни. Метрология впитывает в себя самые последние научные достижения и занимает особое место среди технических наук, ведь для научно-технического прогресса и их совершенствования метрология должна опережать другие области науки и техники.

Цели и задачи метрологии

Цели метрологии, как науки – обеспечение единства измерений (ОЕИ); извлечение количественной информации о свойствах объекта, окружающем мире, о процессах с заданной точностью и достоверностью.

Цели практической метрологии – метрологическое обеспечение производства, т.е. установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для ОЕИ и требуемой точности проводимых измерений.

Справка. Ранее задачи метрологии были сформулированы в ГОСТ 16263-70.

В соответствии с поставленными задачами, метрология подразделяется на теоретическую, прикладную, законодательную и историческую метрологию.

Теоретическая или фундаментальная метрология занимается разработкой теории, проблем измерений величин, их единиц, методов измерений. Теоретическая метрология работает над общими проблемами, возникающими при выполнении измерений в той или иной области техники, гуманитарных наук, а то и на стыке многих, иногда самых разноплановых областей знаний. Метрологи- теоретики могут заниматься, к примеру, вопросами измерения линейных размеров, объема и гравитации в n- мерном пространстве, разрабатывать методики инструментальной оценки интенсивности излучения космических тел применительно к условиям межпланетных полетов, либо создавать совершенно новые технологи, позволяющие повысить интенсивность процесса, уровень точности и другие его параметры, усовершенствовать технические средства, задействованные в нем и т.д. Так или иначе, практически любое начинание в какой- либо деятельности начинается с теории и лишь после такой проработки переходит в сферу конкретного применения.

Прикладная или практическая метрология занимается вопросами метрологического обеспечения, использования на практике разработок теоретической метрологии, внедрения положений законодательной метрологии. Её задача состоит в адаптации общих положений и теоретических выкладок предыдущего раздела к четко обозначенной, узкоспециальной производственной или научной проблеме. Так, если требуется провести оценку прочности вала двигателя, калибровку большого количества подшипниковых роликов, либо обеспечить, к примеру, комплексный метрологический контроль в процессе лабораторных исследований, специалисты- практики выберут соответствующую технологию из большого количества уже известных, переработают, а возможно и дополнят её применительно к данным условиям, определят необходимое оборудование и инструментарий, количество и квалификацию персонала, а также разберут и многие другие технические аспекты конкретного процесса.

Законодательная метрология устанавливает обязательные юридические и технические требования по применению эталонов, единиц величин, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства измерений (ОЕИ) и их требуемой точности. Данная наука родилась на стыке технического и общественного знания и призвана обеспечить единый подход к измерениям, выполняемых во всех без исключения областях. Законодательная метрология непосредственно граничит также со стандартизацией, обеспечивающей совместимость технологий, средств измерения и прочих атрибутов метрологического обеспечения как на внутреннем, так и на международном уровне. Область интересов законодательной метрологии включает и работу с эталонами величин измерения, и вопросы поверки мерительного инструмента и оборудования, и подготовку специалистов, а также многие другие вопросы. Основным правовым документом, регулирующим деятельность в этой сфере, является Закон Российской Федерации N 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» от 26 июня 2008 года. Нормативно-правовая база также включает в себя ряд подзаконных актов, положений и технических регламентов, конкретизирующих законодательные требования по отдельным направлениям и видам деятельности юристов-метрологов.

Историческая метрология призвана изучать и систематизировать единицы и системы измерения, употреблявшиеся в прошлом, технологическое и инструментальное обеспечение контроля параметров физических объектов и процессов, исторические организационно- правовые аспекты, статистику и многое другое. В этом разделе исследуется также история и эволюция денежных единиц, отслеживается взаимосвязь между их системами, сформировавшимися в условиях различных обществ и культур. Историческая метрология параллельно с нумизматикой изучает денежные единицы уже потому, что в период зарождения измерений как таковых элементарные основы методов оценки стоимости и других, совершенно не относящихся к денежным расчетам параметров во многом повторяли друг друга.

С другой стороны, историческая метрология не является чисто общественным разделом науки, ибо зачастую с ее помощью восстанавливаются утраченные, но, тем не менее, актуальные на сегодняшний день измерительные технологии, отслеживаются на прошлом опыте пути развития и прогнозируются перспективные изменения в данной области, вырабатываются новые инженерные решения. Нередко прогрессивные методы оценки каких- либо параметров представляют собой развитие уже известных, переработанных с учетом новых возможностей современной науки и техники. Изучение истории необходимо для работы с измерительными стандартами в отношении их развития и совершенствования, обеспечения совместимости традиционных и перспективных методов, а также систематизации практических наработок с целью их использования в дальнейшем.

Выдержки из истории развития метрологии

Для преведения всевозможных измерений, отсчета времени и т.п. человечеству потребовалось создать систему различных измерений, позволяющих определить объем, вес, длину, время и т.п. Поэтому метрология, как область практической деятельности зародилась еще в древности.

История метрологии – это часть истории развития разума, производительных сил, государственности и торговли, она созревала и совершенствовалась вместе с ними. Так уже при великом князе Святославе Ярославовиче на Руси стала применяться «образцовая мера» – «золотой пояс» князя. Образцы хранились в церквях и монастырях. При новгородском князе Всеволоде предписывалось ежегодно сверять меры, за неисполнение применялось наказание – вплоть до смертной казни.

«Двинская грамота» 1560 г. Ивана Грозного регламентировала правила хранения и передачи размера сыпучих веществ – осьмины. Первые копии находились в приказах Московского государства, храмах и церквях. Работы по надзору за мерами и их поверку выполняли в то время под надзором Померной избы и Большой таможни.

Петр I допустил к обращению в России английские меры (футы и дюймы). Были разработаны таблицы мер и соотношений между русскими и иностранными мерами. Контролировалось употребление мер в торговле, на горных рудниках и заводах, на монетных дворах. Адмиралтейств-коллегия заботилась о правильном использовании мер угломерных приборов, компасов.

В 1736 году была образована Комиссия весов и мер. Исходной мерой длины являлись медный аршин и деревянная сажень. Фунтовая бронзовая золоченая гиря – первый узаконенный государственный эталон. Аршины железные были изготовлены по указу царицы Елизаветы Петровны в 1858 г.

8 мая 1790 года во Франции принят в качестве единицы длины метр – одна сорокамилионная часть земного меридиана. (Он официально введен во Франции декретом от 10 декабря 1799 г.)

В России в 1835 г. утверждены эталоны массы и длины – платиновый фунт и платиновая сажень (7 английских футов). 1841 г. – год открытия в России Депо образцовых мер и весов.

20 мая 1875 г. подписана Метрическая конвенция 17 государствами, включая Россию. Созданы международные и национальные прототипы килограмма и метра. (Именно 20 мая отмечается День метролога).

С 1892 Депо образцовых мер и весов возглавлял знаменитый русский ученый Д.И. Менделеев. Эпохой Менделеева в метрологии принято называть отрезок с 1892 по 1918 годы.

В 1893 на базе Депо была учреждена Главная палата мер и весов – метрологический институт, где проводились испытания и поверка различных измерительных приборов. (Менделеев возглавлял Палату до 1907 г.). В настоящее время это – Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И.Менделеева.

На базе Положения о мерах и весах от 1899 года в разных городах России были открыты еще 10 поверочных палаток.

XX век с его открытиями в математике и физике превратил М в науку об измерениях. В наши дни состояние и формирование метрологического обеспечения в значительной степени определяет уровень промышленности, торговли, науки, медицины, обороны и развития государства в целом.

Метрическая система мер и весов введена декретом Совнаркома РСФСР от 14.09.1918 года (с него начался «нормативный этап» в российской метрологии). Присоединение к Международной метрической конвенции произошло в 1924 году, также как и создание в России комитета по стандартизации.

1960 г. – создана «Международной системы единиц». В СССР она начала применяться с 1981 г. (ГОСТ 8.417-81). 1973 г. – утверждена в СССР Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ).

1993 г. приняты: первый закон РФ «Об обеспечении единства измерений», законы РФ «О стандартизации» и «О сертификации продукции и услуг». Установлена ответственность за нарушение правовых норм и обязательных требований стандартов в области единства измерений и метрологического обеспечения.

Источник

Метрология

Полезное

Смотреть что такое «Метрология» в других словарях:

метрология — метрология … Орфографический словарь-справочник

МЕТРОЛОГИЯ — (греч., от metron мера, и logos слово). Описание весов и мер. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МЕТРОЛОГИЯ греч., от metron, мера, и logos, трактат. Описание весов и мер. Объяснение 25000 иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка

Метрология — Наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Законодательная метрология Раздел метрологии, включающий взаимосвязанные законодательные и научно технические вопросы, нуждающиеся в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МЕТРОЛОГИЯ — (от греч. metron мера и logos слово, учение), наука об измерениях и методах достижения повсеместного их единства и требуемой точности. К осн. проблемам М. относятся: общая теория измерений, образование единиц физ. величин и их систем, методы и… … Физическая энциклопедия

Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Источник: РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЯ. МЕТРОЛОГИЯ. ОСНОВНЫЕ … Официальная терминология

метрология — и, ж. métrologie f. < metron мера + logos понятие, учение. Учение о мерах; описание различных мер и весов и способов определения их образцов. СИС 1954. Какому то Паукеру присудили полную награду за рукопись на немецком языке о метрологии,… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

метрология — Наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности [РМГ 29 99] [МИ 2365 96] Тематики метрология, основные понятия EN metrology DE MesswesenMetrologie FR métrologie … Справочник технического переводчика

МЕТРОЛОГИЯ — МЕТРОЛОГИЯ, наука об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности. Рождением метрологии можно считать установление в конце 18 в. эталона длины метра и принятие метрической системы мер. В 1875 подписана международная Метрическая … Современная энциклопедия

МЕТРОЛОГИЯ — историческая вспомогательная историческая дисциплина, изучающая развитие систем мер, денежного счета и единиц налогового обложения у различных народов … Большой Энциклопедический словарь

МЕТРОЛОГИЯ — МЕТРОЛОГИЯ, метрологии, мн. нет, жен. (от греч. metron мера и logos учение). Наука о мерах и весах разных времен и народов. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Источник

Что такое метрология: определение и назначение

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Помните мультфильм «38 попугаев»? Там рассказывается про приключения мартышки, попугая, удава и слоненка.

Как-то раз решили они измерить длину удава, а чем измерить – не знали. Вот и начали измерять его длиной всех присутствующих животных. В результате, конечно, получились совершенно разные результаты.

А все почему? Да потому, что не догадывались они, что существует единая мера длины. А наука метрология точно знает: чем и как измерить любой объект, каковы единицы длины, веса, объема, скорости и т.д.

Разберемся сегодня, что такое метрология и чем конкретно она занимается.

Метрология – что это такое

В переводе с греческого языка «μέτρον» («ме´трон» в русской транскрипции) — это «мера», а «λόγος» (логос) — «мысль, учение». Следовательно, «метрология» в прямом переводе обозначает «учение о мерах».

Примечание: не путаем «ме´трон» и «метро´», т.е. науку об измерениях и транспортную логистику.

Вывод: метрология – это наука, изучающая систему измерений физических величин, характеризующих материальные объекты, процессы и явления.

Основные цели метрологии:

Метрология как наука разделяется на 3 части:

Краткая история развития метрологии и метрологические организации

Основными международными организациями, занимающимися проблемами стандартизации в области метрологии, являются:

В РФ:

Деятельность в сфере метрологии в России осуществляется на основании следующих законодательных актов:

Также в РФ действует ГОСТ 8.417—2002, который регламентирует обязательное применение СИ и прописывает определение всех используемых единиц СИ.

Далее немного подробней рассмотрим некоторые аспекты деятельности метрологии.

Обеспечение единства измерений, или для чего нужна СИ

Краткая справка: СИ – русская транскрипция французской аббревиатуры SI (Système International d’Unités – международная система единиц).

СИ – это единая международная система единиц физических величин, применяется практически во всем мире.

Необходима для стандартизации и унификации международных связей в сфере науки, промышленности, медицины, торговли и т.д.

Одной из целей науки метрологии является обеспечение единства измерений.

Еще не так давно во многих странах были свои системы мер. За примером далеко ходить не надо – на Руси длину мерили не метром (километром, сантиметром, миллиметром), а пядью, локтем, аршином, саженью, верстой.

СИ нужна именно для того, чтобы все измерения соответствовали единому стандарту. Говоря проще, для того, чтобы удава мерили не попугаями, а метрами.

Актуальная международная система единиц измерений выглядит так:

*при клике по картинке она откроется в полный размер в новом окне

Обратите внимание: сокращенное обозначение единиц измерение пишется без точки и через пробел после численного значения. Например: 5 метров – «5 м», а не «5м.».

Создание и хранение эталонов измерений

Казалось бы, зачем нужны эталоны измерений? А все очень просто – чтобы не сбиться «с курса».

Например, есть линейка длиной 1 метр. Потребовалось сделать еще 10 таких же линеек. Но случайно из-за халатности изготовителя эти линейки стали короче на 1 мм. И эти линейки тоже кто-то «размножил». В результате получится, что в одном городе 1 м = 1000 мм, а в другом 1 м = 999 мм.

Чтобы подобных ситуаций не произошло, нужно чтобы существовал единый эталон каждой единицы измерений, т.е. их идеальные модели.

История создания эталонов международных единиц измерения имеет давние корни.

Например, изначально метр = длине маятника, период колебания которого равен 1 секунде. Но длина такого маятника не одинакова, она зависит от силы тяжести. Доказано, что сила тяжести уменьшается от полюсов к экватору, поэтому длина маятника не может являться эталоном.

Затем эталоном метра стала одна сорокамиллионная часть расстояния от Северного полюса до экватора на долготе, на которой расположен Париж. В 1960 году эталон метра вновь поменяли. На сегодняшний день 1 м = расстоянию, которое свет проходит в вакууме за 1/299792458 секунды.

20 мая 2019 года был изменен и эталон килограмма. Ранее эталоном являлся цилиндр из сплава платины и иридия (соответственно 90 и 10 %) размером 39,17 мм по диаметру и высоте. Хранится он и по сей день во Франции в Международном бюро мер и весов.

Причиной замены эталона стало множественные изменения веса копий эталона от веса оригинала. В связи с этим было принято решение «увязать» вес 1 кг с не с массой конкретного объекта, а с фундаментальными физическими свойствами вещества (т.е. со свойствами вещества вне химического воздействия). В результате получили формулу, по которой определяется эталон килограмма.

В кратком обзоре трудно объяснить вывод формулы, поэтому для тех, кому это интересно, привожу ссылку на Википедию.

Единица времени – секунда. Определение ее столь сложно, что, боясь ошибиться в деталях, привожу цитату объяснения ученого-метролога:

Читайте наш блог, будьте в тренде!

Автор статьи: Елена Копейкина

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (1)

В США до сих пор измерения производят в милях, фунтах, дюймах, даже на чертежах используют такие меры, а их не так просто перевести в метрическую систему, что сильно раздражает.

Источник

Метрология и её основные понятия

Метрология как деятельность

Метрология – это область знаний и вид деятельности, которая непосредственно связана с измерениями.

В качестве объекта метрологии выступают единицы величин, средства измерений, эталоны единицы величин, стандартные образцы, метод выполнения их измерений. Наиболее традиционным объектом метрологии выступают физические величины.

Измерение – совокупность операций, которые выполняются для установления количественного значения величины.

Измерение физической величины – это совокупность операций, направленных на использование технического средства, которое хранит единицу физической величины и обеспечивающее нахождение соотношения измеряемой величины и её единицей для получения значения этой величины.

Прикладывая линейку с делениями к какой-то детали, сравнивают её с единицей, которая хранится на линейке и производят отсчёт, получая при этом значение величины.

Определение измерения, которое было предложено выше, хранит в себе несколько аспектов: отражается техническая сторона, т.е. совокупность операций по применению технических средств; учитывается метрологическая сущность измерения посредством сравнивания её с единицей, что является аксиомой метрологии; раскрывается познавательная сторона процедуры через получение значения величины или информации о ней.

В товароведных исследованиях и при потребительской экспертизе активно применяются испытания. Самыми явными отличиями испытания от измерения является то, что при испытаниях можно определять не только физические величины, но и любые иные признаки, а также то, что результат испытания выражается в любых условных значениях, а не только в узаконенных единицах.

В метрологии процесс измерения представляет по своей сути действие, направленное на нахождение физической величины опытным путём с помощью средства измерительной техники.

В менеджменте, экономике, статистике, социологии измерение не отождествляют с физической величиной и объясняют это как совокупность операций, которые выполняются для установления значения величины.

В соответствии с международным стандартом ИСО 9001 измерение рассматривается в узком смысле как метрологическая процедура.

Кроме того, подразумевается, что существует необходимость измерения процессов менеджмента качества, в особенности измерения степени удовлетворения потребителей товаров и услуг как ключевого критерия деятельности организации. Примечательно, что выдающиеся учёные-метрологи М. П. Селиванов и В. И. Кадмановский придерживались мнения, что нельзя трактовать измерения в широком смысле и выступали за использование термина оценивание в отношении нефизических величин.

Схожесть процедур измерения физических объектов и оценки нефизических объектов состоит в том, что ы простейшей форме количественной оценки однородных величин в процедуре сравнения можно расположить объекты в относительном порядке. При этом стоит учитывать, что процедура оценки соответствия даёт возможность определить сугубо приблизительное соотношение величин.

В этой связи можно сделать вывод, что для количественных соотношений применяется процедура измерения. Главное отличие измерения и сравнения в том, что для первого необходимо введение единиц физических величин.

Погрешность измерения – это разность результата измерения и истинного значения измеряемой величины.

Поскольку истинное значение измеряемой величины всегда неизвестно, то необходимо вводить представление о действительном значении измеряемой величины. В связи с тем, что вопрос о степени близости действительного значения к истинному остаётся открытым, то формула вместо строгого знака равенства имеет знак приближенного равенства.

Средство измерения и его основные признаки

Средство измерения – это техническое средство, которое предназначено для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и хранящее единицу величины, размер которой принят неизменным в пределах установленной погрешности в заданном интервале времени.

В этой связи стоит отметить, что признаками средства измерений является способность хранить или воспроизводить единицу физической величины. Кроме того, к признакам средства измерения можно отнести неизменность размера хранимой единицы в границах установленной погрешности в заданном периоде времени.

Согласно Административному регламенту Минпромторга РФ от 15 февраля 2010 г. № 122 техническое средство можно считать средством измерения после принятия решения в отношении данного средства федерального агентства Госстандарт. Данное решение принимается на основе экспертизы, которая выполняется одним из государственных научных метрологических институтов. Проведение данной экспертизы должно соответствовать нескольким критериям. Результат экспертизы – это обоснованное заключение об отнесении технического средства к средствам измерения или об отсутствии основания для отнесения его к таковым.

Определение величины выступает как одно из свойств физического объекта, имеющее качественное отношение общего для множества физических объектов, а количественное – индивидуальное для каждого из них.

В. Д. Гвоздев высказывал мнение, что не всё в достаточной мере корректно в приведённой версии определения. Многие измеряемые величины характеризуют не свойства, а скорее состояние объектов, таковыми являются давление, температура, объём, которые традиционно рассматриваются как характеристики состояния газов.

Ещё один выдающийся метролог утверждает, что величина не является свойством, а скорее характеристика свойства. В его определении средство измерения представляет собой возможность количественной оценки свойств, которые характерны для объектов материального мира, их состояния и движения, которое основано на введении в науку понятия о физических величинах, характеризующих данные свойства.

Единица величины – фиксированное значение величины, принятое за единицу данной величины и используемое для количественного выражения однородных с ней величин.

Эталон единицы величины – это техническое средство, которое предназначено для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.

В этой связи логично подчеркнуть, что на законодательном уровне эталон не представляет собой средство измерения, но при необходимости он может применяться как средство измерения.

Достоверность измерения – это степень соответствия точности измерения базовому значению.

Вместе с тем, важно отметить, что собственно базовое значение представляет собой точность, которая установлен нормативными документами, а также точность, которая необходима субъекту измерения.

Таким образом, если погрешность, которая характеризует точность, представляет собой объективную характеристику результатов измерения, тогда суждение человека о её величине выступает в качестве субъективной характеристики. Решение об итогах измерения принимается субъектом, на основе требований достижения точности.

При измерении температуры человеческого тела погрешность в 1 °С не может удовлетворить врача. Тогда речь идёт о недостоверности измерения. При этом при измерении температуры с такой же погрешностью воздуха на улице, такая погрешность вполне может удовлетворить субъект, но при условии, что величина погрешности находится в пределах базового значения.

Единство измерений – это состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в РФ единицах величин, при этом показатели точности измерений не выходят за установленные границы.

Важно сделать акцент на том, что в отличие от определения понятия «единство измерений» данного в Законе РФ 1993 г., в котором присутствует «погрешность измерений», в этом определении вводится более широкое понятие «показатели точности измерений».

Условия обеспечения единства измерений

Существует несколько условия, которые позволяют достигнуть единства в процессе измерения показателей. Первым условием обеспечения единства измерений является предоставление результатов измерений в узаконенных единицах, которые были одинаковы везде, где проводятся измерения и используются их результаты.

Примечательно, что и в России, и в других странах, узаконенными единицами принято считать те величины Международной системы единиц, которые были приняты Генеральной конференцией номерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии.

Следующим условием единства измерений принято считать то, что погрешность измерений не превышает установленных пределов.

Главным законом, гарантирующим единство измерений в РФ, является Федеральный закон от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений». Его основная задача заключается в том, чтобы защищать права и законные интересы граждан, экономики, обороноспособности страны от негативных последствий недостоверных результатов измерений.

Методика измерений – это совокупность конкретно описанных операций, выполняя которые обеспечен результат с установленными показателями точности.

В Федеральном законе единства измерений термины «методика» и «метод» являются синонимами. Однако методологическое сообщество с этим крайне не согласно.

В этой связи необходимо отметить, что обязательные метрологические требования представляют собой метрологические требования, которые установлены в соответствии с правовыми актами РФ и обязательны для соблюдения на территории РФ.

Поверка средств измерений – это совокупность операций, которые выполняются в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.

По сути, поверка выступает как специфическая форма оценки соответствия средствам измерения метрологическим требованиям.

Калибровка средств измерений – это совокупность операций, которые выполняются для установления действительных значений метрологических характеристик средств измерений.

Метрологическая служба представляет собой совокупность объектов деятельности и видов работ, которые направлены на обеспечение единства измерений. По своей сути метрологическая служба является структурой организаций и подразделений, которые ответственны за обеспечение единства измерений.

Источник

Метрология: основные понятия и определения

Обновлено: 29 Марта 2022

Качество продукции всегда является основным критерием при выборе того или иного товара. Его обеспечивают три фундаментальных направления — метрология, стандартизация и сертификация.

Что такое метрология

Метрология присутствует во всех сферах жизни. Рождаясь, человек сразу сталкивается с измерениями — в роддоме отмечаются длина, масса и температура. В повседневной жизни от количественных оценок (температура воздуха, время суток) зависит деятельность, поведение человека. Метрология является базой для многих технических отраслей. Она вырабатывает показатели, на которые ориентируются при проведении технологических экспериментов, на производстве. Метрологическая отрасль выступает регулятором социально-экономических отношений в обществе.

Метрология (от греч. «метро» — мера и «логос» — учение) — наука, изучающая комплекс измерений, методику и способы обеспечения их точности.

Главным критерием результатов измерений является их единство. Под этим термином понимают установленные единицы величин измерений и заданные допустимые погрешности. Благодаря этому есть возможность сопоставлять результаты замеров, производимых в разных местах, в разное время и различными способами.

Предметом метрологии выступают:

Единство измерений регулируется законом РФ «Об обеспечении единства измерений». Он определяет метрологические службы, разграничивает сферы государственного контроля, указывает меру ответственности за нарушение метрологических требований.

Терминология в метрологии устанавливается правовым актом РМГ 29-2013.

Одним из основных в метрологической науке является понятие физической величины. Это свойство, общее для многих объектов в качественном отношении, но индивидуальное для каждого объекта по количественным показателям.

Размер физической величины — количественный показатель свойства физической величины.

Средство измерений — техническое средство, которое имеет соответствующие нормам характеристики и применяется для снятия замеров.

Результат измерения — количественное значение физической величины, полученное в результате практических опытов.

Точность средства измерения — качественная характеристика, которая отражает близость погрешности измерения по отношению к нулю.

Разделы метрологии

Структура метрологии состоит из трех разделов:

Виды и методы измерений

Цель измерения состоит в извлечении значения в той форме, которая наиболее удобна для использования.

Виды измерений классифицируют по различным признакам:

1. По показателю точности:

2. По численности замеров:

3. В зависимости от изменений величины, которая измеряется:

4. В зависимости от выражения результата измерений:

5. В зависимости от способов получения замеров:

Метод измерений — комплекс сравнительных приемов измеряемой величины с ее единицей соответственно с используемым принципом измерения.

Классификация методов зависит от признаков:

1. По приемам достижения результата замеров:

3. По способу сопоставления измеряемой величины с её единицей:

Метод сравнения с мерой, в свою очередь, делится на виды:

Классификация средств измерений

Средства измерения (СИ) классифицируются в зависимости от:

По способам конструктивной реализации СИ разделяют на:

Меры величины — это фиксированные СИ, которые неоднократно используются. Они делятся на:

До начала использования каждый стандартный образец проходит метрологическую аттестацию. В зависимости от уровня использования выделяют государственные, отраслевые, межгосударственные СО и СО предприятий.

Среди измерительных преобразователей выделяют:

Измерительные приборы являются СИ с фиксированным диапазоном. Различают:

Классификация погрешностей

Погрешность измерения — несоответствие результата измерения Х истинному значению Хи:

Классификация погрешностей формируется на основе:

1. Способа выражения:

2. Источника выражения:

3. Закономерностей возникновения или проявления:

Согласно соотношению положительных отзывов, специалисты сервиса Феникс.Хелп не допускают погрешностей в выполнении курсовых и контрольных работ для студентов.

Источник

Метрология

Метроло́гия (от греч. μέτρον — мера, измерительный инструмент) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (РМГ 29-99).

Метрология состоит из 3 разделов:

Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений, физических величин, их единиц, методов измерений).

Изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.

Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

Содержание

Цели метрологии

Аксиомы метрологии

Термины и определения метрологии

Классификация измерений

По способу получения измерения:

По характеру изменения измеряемой величины:

По количеству информации:

По отношению к основным единицам измерения:

История метрологии

Исторически важные этапы в развитии метрологии:

Вехи отечественной истории метрологии:

Всемирный День метрологии отмечается ежегодно 20 мая. Праздник учрежден Международным Комитетом мер и весов (МКМВ) в октябре 1999 года, на 88 заседании МКМВ.

Становление и различия метрологии в СССР и капиталистических странах

Отдельные направления метрологии

См. также

Ссылки

be-x-old:Мэтралёгія bg:Метрология ca:Metrologia cs:Metrologie da:Metrologi de:Metrologie en:Metrology es:Metrología fi:Metrologia fr:Métrologie he:מטרולוגיה hi:माप विद्या hr:Mjeriteljstvo hy:Չափագիտություն id:Metrologi io:Metrologio it:Metrologia ka:მეტროლოგია lv:Metroloģija nl:Metrologie no:Metrologi pl:Metrologia pt:Metrologia sah:Метрология sk:Metrológia sq:Metrologjia sr:Метрологија sv:Mätteknik uk:Метрологія ur:پیمائشیات

Источник

Метрология

Основные понятия метрологии

Задачи метрологии. Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения заданной точности

Измерения в современном обществе играют важную роль. Они служат не только основой научно-технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.

Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, так как повышение точности измерений – одно из средств совершенствования путей познания природы человеком, открытий и практического применения точных знаний.

Для обеспечения научно-технического прогресса метрология должна опережать в своем развитии другие области науки и техники, так как для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования.

Основными задачами метрологии в соответствии с рекомендациями по международной стандартизации (РМГ 29-99) являются:

— установление единиц физических величин (ФВ), государственных эталонов и образцовых средств измерений (СИ).

— разработка теории, методов и средств измерений и контроля;

— обеспечение единства измерений;

— разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;

— разработка методов передачи единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

Краткая история развития метрологии. Потребность в измерениях возникла давно, на заре цивилизации примерно 6000 лет до н.э

В первых документах из Месопотамии и Египта указывается, что система измерения длины базировалась на футе, равном 300 мм (при строительстве пирамид). В Риме фут равнялся 297,1734 мм; в Англии – 304, 799978 мм.

Древние вавилоняне установили год, месяц, час. Впоследствии 1/86400 часть среднего обращения Земли вокруг своей оси (суток) получила название секунда.

В Вавилоне во II веке до н.э. время измерялось в минах. Мина равнялась промежутку времени (примерно равному двум астрономическим часам). Затем мина сократилась и превратилась в привычную для нас минуту.

Многие меры имели антропометрическое происхождение. Так, в Киевской Руси в обиходе применялся вершок, локоть, сажень.

Важнейшим метрологическим документом в России является Двинская грамота Ивана Грозного (1550 г.). В ней регламентированы правила хранения и передачи размера новой меры сыпучих веществ – осьмины (104,95 л).

Метрологической реформой Петра I в России к обращению были допущены английские меры, получившие особенно широкое распространение на флоте и кораблестроении: дюймы (2,54 см) и футы (12 дюймов).

В 1736 г. по решению Сената была образована Комиссия весов и мер.

Идея построения системы измерений на десятичной основе принадлежит французскому астроному Г. Мутону, жившему в 17 веке.

Позже было предложено принять в качестве единицы длины одну сорокамиллионную часть земного меридиана. На основе единственной единицы – метра – строилась вся система, получившая название метрической.

В России в 1835 г. Указом «О системе Российских мер и весов» были утверждены эталоны длины и массы – платиновая сажень и платиновый фунт.

В 1875 г. 17 государствами, в число которых входила и Россия, была принята метрологическая конвенция «для обеспечения единства и усовершенствования метрической системы» и было решено учредить Международное бюро мер и весов (МБМВ), которое располагается в городе Севр (Франция).

В этом же году Россия получила платиноиридиевые эталоны массы №12 и №26 и эталоны единицы длины №11 и №28.

В 1892 г. управляющим Депо был назначен Д.И. Менделеев, которое он в 1893 г. преобразует в Главную палату мер и весов – одно из первых в мире научно – исследовательских учреждений метрологического типа.

Метрическая система в России была введена в 1918 г. декретом Совета Народных Комиссаров «О введении Международной метрической системы мер и весов».

В 1956 г. была подписана межправительственная конвенцияоб учреждении Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ), которая разрабатывает общие вопросы законодательной метрологии (классы точности, СИ, терминологию по законодательной метрологии, сертификацию СИ).

В связи с принятием ФЗ «О техническом регулировании» в 2002 г. и реорганизации органов исполнительной власти в 2004 г. Госстандарт стал Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (в настоящее время сокращенно Росстандарт).

Развитие естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений, а они в свою очередь стимулировали развитие наук, становясь все более мощным средством исследования.

Современная метрология — это не только наука об измерениях, но и соответствующая деятельность, предусматривающая изучение физических величин (ФВ), их воспроизведение и передачу, применение эталонов, основных принципов создания средств и методов измерения, оценку их погрешностей, метрологический контроль и надзор.

Метрологии базируется на двух основных постулатах (а и б):

а) истинное значение определяемой величины существуети оно постоянно;

б) истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно.

Отсюда следует, что результат измерения связанс измеряемой величиной математической зависимостью (вероятностной зависимостью).

Истинным значением ФВ называют значение ФВ, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину (ФВ).

Действительное значение ФВ – значение ФВ, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленой измерительной задаче может быть использовано вместо него.

Для действительного значения величины всегда можно указать границы более или менее узкой зоны, в пределах которой с заданной вероятностью находится истинное значение ФВ.

Количественные и качественные проявления материального мира

Любой объект окружающего нас мира характеризуется своими специфическими свойствами.

Свойство – философская категория, выражающая такую сторону объекта (процесса, явления), которая обуславливает его общность или различие с другими объектами (процессами, явлениями) и обнаруживается в его отношении к ним.

По своей сути свойство – категория качественная. Одно и то же свойство может быть обнаружено у многих объектов или быть присущим только некоторым из них. Например, массой, температурой или плотностью обладают все материальные тела, а кристаллической структурой только некоторые из них.

Поэтому каждое из свойств физических объектов, прежде всего, должно быть обнаружено, затем описано и классифицировано, и только после этого можно приступить к его количественному изучению.

Величина – количественная характеристика размеров явлений, признаков, показателей их соотношения, степени изменения, взаимосвязи.

Величина не существует сама по себе, а имеет место лишь постольку, поскольку существует объект со свойствами, выраженными этой величиной.

Различные величины можно разделить на идеальные и реальные величины.

Идеальная величина – является обобщением (моделью) субъективных конкретных реальных понятий и в основном относятся к области математики. Их вычисляют различными способами.

Реальные величины отражаютреальные количественные свойства процессов и физических тел. Они в свою очередь делятся на физические и нефизические величины.

Физическая величина (ФВ) может быть определена как величина, свойственная некоторым материальным объектам (процессам, явлениям, материалам), изучаемым в естественных (физика, химия) и различных технических науках.

К нефизическим относят величины, присущие общественным наукам – философия, культура, экономика и др.

Для нефизических величин единица измерения не может быть введена в принципе. Их можно оценить с использованием экспертных оценок, бальной системы, набора тестов и др. Нефизические величины, при оценке которых неизбежно влияние субъективного фактора, так же, как и идеальные величины, не относятся к области метрологии.

Физические величины

Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Энергетические (активные) ФВ – величины, которые не требуют для измерения приложения энергии извне. Например, давление, электрическое напряжение, сила.

Индивидуальность в количественном отношении понимают в том смысле, что свойство может быть для одного объекта в определенное число раз больше, чем для другого.

Качественная сторона понятия «физическая величина» определяет «род» величины, например, масса как общее свойство физических тел.

Количественная сторона – их «размер» (значение массы конкретного физического тела).

Род ФВ – качественнаяопределенность величины. Так, постоянная и переменная скорости – однородные величины, а скорость и длина – неоднородные величины.

Размер ФВ – количественная определенность, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.

Значение ФВ – выражениеразмера ФВ в виде некоторого числа принятых для нее единиц измерения.

Влияющая физическая величина – ФВ, оказывающая влияние на размер измеряемой величины и (или) результат измерений.

Размерность ФВ – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных ФВ в различных степенях и отражающая связь данной величины с ФВ, принятые в этой системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1.

Постоянная физическая величина – ФВ, размер которой по условиям измерительной задачи можно считать не изменяющимся за время, превышающее время измерения.

При измерении выполняют сравнение неизвестного размера с известным размером, принятым за единицу.

Уравнение связи между величинами – уравнение,отражающее связь между величинами, обусловленную законами природы, в которых под буквенными символами понимают ФВ. Например, уравнение v = l / t отражает существующую зависимость постоянной скорости v от длины пути l и времени t.

Уравнение связи между величинами в конкретной измерительной задаче называют уравнением измерений.

Аддитивная ФВ – величина, разные значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены друг на друга.

Считается, что аддитивная (или экстенсивная) физическая величина измеряются по частям, кроме того, их можно точно воспроизводить с помощью многозначной меры, основанной на суммировании размеров отдельных мер. Например, к аддитивным физическим величинам относят длину, время, силу тока и др.

При измерении различных ФВ, характеризующих свойства веществ, объектов, явлений и процессов, некоторые свойства проявляются только качественно, другие – количественно.

Размеры ФВ как измеряются, так и оцениваются при помощи шкал, т.е. количественные или качественные проявления любого свойства отражаются множествами, которые образуют шкалы ФВ.

Практическая реализация шкал измерений осуществляется путем стандартизации единиц измерений, самих шкал и условий их однозначного применения.

Единицы физических величин

Единица измерения ФВ – ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных физических величин.

Числовое значение ФВ q – отвлеченное число, входящее в значение величины или отвлеченное число, выражающее отношение значения величины к принятой для нее единице данной ФВ. Например, 10 кг – значение массы, причем число 10 – это и есть числовое значение.

Система ФВ – совокупность ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимают за независимые, а другие определяют как функции независимых величин.

Система единиц ФВ – совокупность основных и производных ФВ, образованная в соответствии с принципами для заданной системы ФВ.

Основная ФВ – ФВ, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

Производная ФВ – ФВ, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы.

Основные ФВ системы СИ:

— метр (metre) есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299792458 с;

— килограмм (kilogram) равен массе международного прототипа килограмма (МБМВ, г. Севр, Франция);

— секунда (second) есть время, равное 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133;

— кельвин (kelvin) есть единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Температура тройной точки воды – это температура точки равновесия воды в твердой (лед), жидкой и газообразной (пар) фазах на 0,01 К или 0,01°С выше точки таяния льда;

— моль (mole) есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде – 12 массой 0,012 кг;

— кандела (candela) есть сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10 12 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ср – стерадиан).

Радиан – угол между двумя радиусами окружности, длинадуги между которыми равна этому радиусу.

Стерадиан – телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, радиусу сферы.

Системная единица ФВ – единица ФВ, входящая в принятую систему единиц. Основные, производные, кратные и дольные единицы СИ являются системными, например, 1 м; 1 м/с; 1 км.

Для выражения звукового давления, усиления, ослабления и др. применяют логарифмические ФВ

Единица логарифмической ФВ – бел (Б):

— силовые величин 1Б = 2 lg(F₂/F₁) при F₂ = .

Дольная единица от бела – децибел (дБ): 1дБ = 0,1Б.

Широкое применение получили относительные ФВ – безразмерные отношения

двух одноименных ФВ. Они выражаются в процентах и безразмерных единицах.

Одним из важнейших показателей современной цифровой измерительной техники является количество (объем) информации бит и байт (Б). 1 байт = 2 3 = 8 бит.

Кратные и дольные единицы ФВ применяют с множителями и приставками

Кратные и дольные единицы СИ не являются когерентными.

Наименования и обозначения десятичных кратных и дольных единиц системы СИ образуются с помощью определенных множителей и приставок (таблица 4).

Кратные и дольные единицы от системных единиц не входят в когерентную систему единиц ФВ.

Когерентная производная единица ФВ – производная единица ФВ, связанная с другими единицами системы единиц уравнением, в котором числовой коэффициент принятровным 1.

Когерентная система единиц ФВ – система единиц ФВ, состоящая из основных единиц и когерентных производных единиц.

Приставки «гекто», «деци», «дека», «санти» должны использоваться, когда применение других приставок неудобно.

Присоединение к наименованию единицы двух и более приставок подряд недопустимо. Например, вместо микромикрофарад следует писать пикофарад.

В связи с тем, что наименование основной единицы «килограмм» содержит приставку «кило», для образования кратных и дольных единиц массы используется дольная единица «грамм», например, миллиграмм (мг) вместо микрокилограмм (мккг).

Дольную единицу массы «грамм» применяют без присоединения приставки.

Кратные и дольные единицы ФВ пишут слитно с наименованием единицы СИ, например, килоньютон (кН), наносекунда (нс).

Некоторым единицам СИ в честь ученых присвоены специальные наименования, обозначения которых записывают с прописной (заглавной) буквы, например, ампер – А, ом – Ом, ньютон – Н.

Такое написание обозначений этих единиц сохраняют в обозначении других производных единиц СИ и в других случаях.

Правила написания значений величин в единицах СИ

Значение величины записывают как произведение числа и единицы измерения, в которой число, умноженное на единицу измерения, есть численное значение величины этой единицы.

Между числом и единицей измерения всегда оставляют один пробел, например сила тока I = 2 A.

Для безразмерных величин, у которых единицей измерения является «единица», единицу измерения принято опускать.

Математические символы ФВ печатают курсивом (наклонным шрифтом), обычно это отдельные строчные или прописные буквы латинского или греческого алфавита, а с помощью нижнего индекса можно дополнить информацию о величине.

Обозначения единиц в тексте, набранным любым шрифтом, следует печатать прямым (ненаклонным) шрифтом. Они являются математическими единицами, а не аббревиатурой.

После них никогда не ставится точка (кроме случаев, когда они заканчивают предложение), они не имеют окончаний множественного числа.

Для отделения десятичной части от целой ставят точку (в документах на английском языке – относится в основном к США и Англии) или запятую (во многих европейских и языках других стран, в т.ч. Российской Федерации).

Для облегчения прочтения чисел с большим количеством цифр эти цифры могут быть объединены в группы по три как до, так и после запятой, например, 10 000 000.

При написании обозначений производных единиц обозначения единиц, входящих в производные, разделяют точками, стоящими на средней линии, например, Н·м (ньютон – метр), Н·с/м 2 (ньютон – секунда на квадратный метр).

При наименовании, соответствующем произведению единиц с кратными или дольными приставками, рекомендуется приставку присоединять к наименованию первой единицы, входящей в произведение. Например, 10 3 Н·м следует именовать кН·м, а не Н·км.

Понятие о контроле и испытаниях

Некоторые понятия, связанные с определением«измерение»

Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенные в основу измерения (механический, оптико-механический, эффект Доплера для измерения скорости движения объекта).

Методика выполнения измерений (МВИ) – установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом.

Обычно МВИ регламентируется НТД, например, аттестацией МВИ. По существу МВИ – алгоритм измерения.

Наблюдения при измерении – операция, проводимая при измерении и имеющая целью своевременно и правильно произвести отсчет итога наблюдения – результат всегда случаен и представляет собой одно из значений измеряемой величины, подлежащей совместной обработке для получения результата измерения.

Не рекомендуется заменять термин «измерение» термином «наблюдение» (РМГ29 – 99).

Например, зафиксированное в некоторый момент времени по шкалеизмерительной индикаторной головки значение, равное 4,52 мм,является отсчетом ее показания на этот момент.

Информативный параметр входного сигнала СИ – параметр входного сигнала, функционально связанный с измеряемой ФВ ииспользуемый для передачи ее значения или являющийся самойизмеряемой величиной.

Измерительная информация – информация о значениях ФВ. Зачастуюинформация об объекте измерения известна до проведения измерений, что является важнейшим фактором, обуславливающим эффективность измерения. Такую информацию обобъекте измерения называют априорной информацией.

Измерительная задача – задача, состоящая в определении значения ФВ путем ее измерения с требуемой точностьюв данных условиях измерения.

Объект измерения – тело (физическая система, процесс,явление), которые характеризуются одной или несколькими ФВ.

Например, деталь, длина и диаметр которой измеряются; технологический процесс, во время которого измеряют температуру.

Математическая модель объекта – совокупность математических символов и отношений между ними, которая адекватно описывает свойства объекта измерения.

При построении теоретических моделей неизбежно введение каких либо ограничений, допущений и гипотез.

Поэтому возникает задача оценки достоверности (адекватности) полученной модели реальному процессу или объекту. Для этого, когда это необходимо, проводят экспериментальную проверку разработанных теоретических моделей.

Алгоритм измерения – точное предписание о порядке операций, обеспечивающих измерение ФВ.

Область измерений – совокупность измерений ФВ, свойственных какой – либо области науки или техники и выделяющихся своей спецификой (механические, электрические, акустические и т. д.).

Неисправленный результат измерения – значение величины, полученное при измерении до введения в него поправок, учитываю систематические погрешности.

Исправленный результат измерения – полученное при измерении значение величины и уточненное путем введения в него необходимых поправок на действие систематических погрешностей.

Сходимость результатов измерений – близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же СИ, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью.

Наряду с термином «сходимость» в отечественных документах используют термин «повторяемость». Сходимость результатов измерений может быть выражена количественно через характеристики их рассеяния.

Воспроизводимость результатов измерений – близость результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами, разными средствами, разными операторами, в разное время, но проведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, влажности и др.).

Воспроизводимость результатов измерений может быть выражена количественно через характеристики их рассеяния.

Качество измерений – совокупность свойств, обуславливающих получение результатов измерений с требуемыми точностными характеристиками, в необходимом виде и в установленные сроки.

Достоверность измерений определяется степенью доверия к результату измерения и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных пределах, или в указанном интервале значений величины.

Ряд результатов измерений – значения одной величины, последовательно полученные из следующих друг за другом измерений.

Среднее взвешенное значение еще называют средним весовым.

Вес результата измерений (вес измерений) – положительное число (р), служащее оценкой доверия к тому или иному отдельному результату измерения, входящему в ряд неравноточных измерений.

Для простоты вычислений обычно результату с большей погрешностью приписывают вес (р = 1), а остальные веса находят по отношению к данному «единичному» весу.

Измерение – нахождение значения ФВ опытным путем с помощью специальных технических средств.

Измерение включает в себя совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу ФВ, обеспечивающих нахождения соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.

ФВ, преобразованный в цифровое значение, с единицей, хранимой прибором, и проводят отсчет по цифровому табло прибора.

Понятие «измерение» отражает следующие его особенности (а – д):

а) приведенное определение понятия «измерение» удовлетворяет общему уравнению измерений, т.е. в нем учтена техническая сторона (совокупность операций), раскрыта метрологическая суть (сравнение измеряемой величины и ее единицей) и показан результат операций (получение значения величины);

б) измерять можно характеристики свойств реально существующих объектов материального мира;

в) процесс измерений – экспериментальный процесс (невозможно провести измерение теоретическим или расчетным путем);

г) для проведения измерения обязательным является использование технического СИ, хранящего единицу измерения;

д) в качестве результата измерения принимается значение ФВ (выражение ФВ в виде некоторого числа принятых для нее единиц).

От термина «измерение» происходит термин «измерять», которым широко пользуются на практике.

Не рекомендуется применять термины «мерить», «обмерять», «замерять», «промерять»

Не следует применять выражение «измерение значения», так как значение величины – это уже результат измерений.

Метрологическая суть измерения сводится к основному уравнению измерения (основному уравнению метрологии):

где А – значение измеряемой ФВ;

А_о – значение величины, принятой за образец;

k – отношение измеряемой величины к образцу.

Итак, любое измерение заключается в сравнении путем физического эксперимента измеряемой ФВ с некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения, т.е. мерой.

Наиболее удобен вид основного уравнения метрологии, если выбранная за образец величина равна единице. В этом случае параметр k представляет собой числовое значение измеренной величины, зависящее от принятого метода измерения и единицы измерения.

Измерения включают в себя наблюдения.

Наблюдение при наблюдении – экспериментальная операция, выполняемая в процессе измерений, в результате которой получают одно значение из совокупности значений величины, подлежащих совместной обработке для получения результата измерений.

Следует различать термины «измерение», «контроль», «испытание» и «диагностирование»

Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Измерение может быть как частью промежуточного преобразования в процессе контроля, так и окончательным этапом получения информации при испытании.

Технический контроль — это процесс определения соответствия установленным нормам или требованиям значения параметров изделия или процесса.

При контроле выявляется соответствие или несоответствие фактических данных требуемым и вырабатывается соответст­вующее логическое решение по поводу объекта контроля — «го­ден» или «негоден».

Контроль состоит из ряда элементарных действий:

— измери­тельного преобразования контролируемой величины;

— операции воспроизведения установок контроля;

— опре­деления результата контроля.

Перечисленные операции во многом схожи с операциями измерения, однако процедуры измерения и контроля во многом различаются:

— контроль осуществляется, как правило, в пределах относи­тельно небольшого числа возможных состояний, а измерение — в широком диапазоне значений измеряемой величины;

— основной характеристикой качества процедурыконтроля является достоверность, а процедуры измерения — точность.

Испытанием называется экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействий на него при его функционировании, а также примоделировании объекта или (и) воздействия.

Экспериментальное определение при испытаниях указанных характеристик производится с помо­щью измерений, контроля, оценивания и формирования соответствующих воздействий.

Основными признаками испытаний являются:

— задание требуемых (реальных или моделируемых) условий испытаний (режимов функционирования объекта испытаний и (или) совокупности воздействующих факторов);

— принятие на основе результатов испытаний решений годности или негодности его, предъявления на другие испытания и т.д.

Показателями качества испытаний является неопределенность (погрешность), повторяемость и воспроизводимость результатов.

Диагностирование – процесс распознавания состояния элементов технического объекта в данный момент времени. По результатам диагностирования можно прогнозировать состояние элементов технического объекта для продолжения его эксплуатации.

Для проведения измерений с целью контроля, диагностирования или испытания необходимо проектирование измерений, в процессе которого выполняют следующие работы:

— анализ измерительной задачи с выяснением возможных источников погрешностей;

— выбор показателей точности измерений;

— выбор числа измерений, метода и средств измерений (СИ);

— формулирование исходных данных для расчета погрешностей;

— расчетотдельных составляющих и общей погрешности;

— расчет показателей точности и сопоставление их с выбранными показателями.

Все эти вопросы отражают в методике выполнения измерений (МВИ).

Классификация измерений

Вид измерений – часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин.

Измерения весьма разнообразны, что объясняется множеством измеряемых величин, различным характером их изменения во времени, различными требованиями к точности измерений и т.д.

В связи с этим измерения классифицируются по различным признакам (рисунок 1).

Равноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины,выполненных несколькими одинаковыми по точности СИ в одних и техже условиях с одинаковой тщательностью.

Неравноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных различающими по точности СИ и (или) в разных условиях.

Однократное измерение – измерение, выполненное один раз. На практике во многих случаях выполняются однократные измерения, например, времени по часам, для производственных процессов.

Многократные измерения – измерение одного и того же размера ФВ, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т. е. состоящих из ряда однократных измерений.

Статические измерения – измерения ФВ, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную напротяжении времени измерения.

Динамическое измерение – измерение изменяющейся по размеру ФВ. Результатом динамического измерения является функциональная зависимость измеряемой величины от времени, т. е. когда выходной сигнал изменяется во времени в соответствии с изменением измеряемой величины.

Абсолютные измерения – измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.

Например, измерение длины пути при равномерном прямолинейном равномерном движении L = vt, основано на измерении основной величины – времени Т и использовании физической постоянной v.

Понятие абсолютное измерение применяется как противоположное понятию относительное измерение и рассматривается как измерение величины в ее единицах. В такой трактовке это понятие находит все большее применение.

Относительное измерение – измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

Относительные измерения при прочих равных условиях могут быть выполнены более точно, так как в суммарную погрешность результата измерений не входит погрешность меры ФВ.

Примеры относительных измерений: измерение отношений мощностей, давлений и т.д.

Метрологические измерения – измерения, выполненные с использованием эталонов.

Технические измерения – измерения, выполненные техническими СИ.

Прямое измерение – измерение ФВ, проводимое прямым методом, при котором искомое значение ФВ получают непосредственноиз опытных данных.

Прямое измерение производится путем сравнения ФВ с мерой этой величины непосредственно или путем отсчета показаний СИ по шкале или цифровому прибору, градуированных в требуемых единицах.

Часто под прямыми измерениями понимаются измерения, при которых не производятся промежуточных преобразований.

Примеры прямых измерений: измерение длины, высоты с помощью линейки, напряжения – с помощью вольтметра, массы с помощью пружинных весов.

Уравнение прямого измерения имеет следующий вид:

Косвенное измерение – измерение, полученное на основе результатов прямых измерений других ФВ, функционально связанных с искомой величиной известной зависимостью.

Уравнение косвенных измерений имеет следующий вид:

где F – известная функция;

n – число прямого измерения ФВ;

Например, определение площади, объема с помощью измерения длины, ширины, высоты; электрической мощности методом измерения силы тока и напряжения и т. д.

Совокупные измерения – одновременно проводимые измерениянескольких одноименных величин, при которых искомое значение величины, определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях различных сочетаний этих величин.

Понятно, что для определения значений искомых величин число уравнений должно быть не меньше числа величин.

Пример: значение массы отдельных гирь набора определяют по известному значению массы одной из гирь и по результатам измерений (сравнений ) масс различных сочетаний гирь.

Масса первой гири определится следующим образом:

Масса второй гири определится как разность массы первой и второй гирь М_1,2 и измеренной массой первой гири m₁:

Масса третьей гири определится как разность массы первой, второй и третьей гирь М_1,2,3 и измеренных масс первой и второй гирь

Часто именно этим путем добиваются повышения точности результатов измерения.

Совместные измерения – одновременно проводимые измерения нескольких неодноименных ФВ для определения зависимости между ними.

Пример 1. Построение градуировочной характеристики Y = f(x) измерительного преобразователя, когда одновременно измеряют наборы значений:

Значение ФВ определяется с помощью СИ конкретным методом.

Методы измерений

Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой ФВ с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений и использования СИ.

Конкретные методы измерений определяются видом измеряемых величин, их размерами, требуемой точностью результата, быстротой процесса измерения, условиями, при которых проводят измерения, и ряд других признаков.

В принципе каждую ФВ можно измерить несколькими методами, которые могут отличаться друг от друга особенностями как технического, так и методического характера.

Метод непосредственной оценки – метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству СИ.

Быстрота процесса измерения делает его часто незаменимым для практического

использования, хотя точность измерения обычно ограничена. Примеры: измерение длины линейкой, массы – пружинными весами, давления – манометром.

Метод сравнения с мерой – метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение зазора с помощью щупа, измерение массы на рычажных весах с помощью гирь, измерение длины с помощью концевых мер и т. д.).

В отличие от СИ непосредственной оценки, более удобной для получения оперативной информации, СИ сравнения обеспечивают бóльшую точность измерения.

Нулевой метод измерения – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля.

Например, измерение электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием.

Дифференциальный метод – метод измерения, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающее от значения измеряемой величины, и при которой измеряется разность между этими величинами.

Например, измерение длины сравнением с образцовой мерой на компараторе – средстве сравнения, предназначенном для сличения мер однородных величин.

Дифференциальный метод измерений наиболее эффективен тогда, когда практическое значение имеет отклонение измеряемой величины от некоторого номинального значения (отклонение действительного линейного размера от номинального, уход частоты и т. д.).

Метод измерений замещением – метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины, например, взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов).

Метод измерений дополнением – метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению.

Метод противопоставления – метод сравнения с мерой, в котором измеряемая величина, воспроизводимая мерой, одновременно действует на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами.

Например, измерение массы на равноплечих весах с помещением измеряемой массы и уравновешивающих ее гирь на двух чашках весов, сличение мер с помощью компаратора, где основой метода является выработка сигнала о наличии разности размеров сравниваемых величин.

Например, измерение длины с помощью штангенциркуля с нониусом, когда наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса, измерение частоты вращения с помощью стробоскопа, когда положение какой либо отметки на вращающемся объекте совмещают с отметкой на невращающейся части этого объекта при определенной частоте вспышек стробоскопа.

Контактный метод измерений – метод измерений, при котором чувствительный элемент прибора (измерительные поверхности прибора или инструмента) приводятся в контакт с объектом измерения.

Например, измерение температуры рабочего тела термопарой, измерение диаметра детали штангенциркулем.

Бесконтактный метод измерений – метод измерений, основанный на том, что чувствительный элемент СИ не приводится в контакт с объектом измерения.

Например, измерения расстояния до объекта с помощью радиолокатора, измерение линейных размеров деталей с фотоэлектрическим измерительным прибором.

Средства измерений

Средство измерения (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Средства измерений многообразны. Однако для этого множества можно выделить некоторые общие признаки, присущие всем средствам измерений независимо от области применения.

По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений, средства измерений делят на метрологические и рабочие.

Рабочие СИ – СИ, предназначенные для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим СИ.

По отношению к измеряемой ФВ СИ подразделяются на основные и вспомогательные.

Основные СИ – СИ той ФВ, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей.

Вспомогательные СИ – СИ той ФВ, влияние которой на основное СИ или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности.

Эти СИ применяют для контроля над поддержанием значений влияющих величин в заданных пределах.

По уровню автоматизации все СИ делят на неавтоматические (имеется в виду обычный прибор, например, рычажный микрометр), автоматические и автоматизированные.

Автоматические СИ – СИ, производящие без участия человека измерения величины и все операции, связанные с обработкой результатов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработки управляющих сигналов.

Примеры: измерительные или контрольные автоматы, встроенные в автоматическую технологическую линию (технологическое оборудование, станок и др.), измерительные роботы, обладающие хорошими манипуляционными свойствами.

Автоматизированное СИ – СИ, производящее в автоматическом режиме одну или часть измерительных операций. Например, счетчик газа (измерение и регистрация данных с нарастающим итогом).

Мера ФВ – СИ, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения и передачи ФВ одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с заданной точностью.

Измерительный прибор – СИ, предназначенное для получениязначений измеряемой величины в установленном диапазоне и вырабатывающий сигнал измерительной информации в форме, доступной наблюдателю для непосредственного восприятия (последнее относится к показывающим приборам).

Аналоговый измерительный прибор – СИ, показания которого являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины. Например,весы, манометр, амперметр, измерительная головка со шкальными отсчетными устройствами.

Цифровым измерительным прибором (ЦИП) называется СИ, автоматически вырабатывающее дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме. При измерениях с помощью ЦИП исключаются субъективные ошибки оператора.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких ФВ и расположенная в одном месте.

Например, поверочная установка, испытательный стенд, измерительная машина для измерения удельного сопротивления материалов.

В зависимости от назначения ИС разделяют на измерительные информационные, измерительные контролирующие, измерительные управляющие и пр.

Измерительную систему, перестраиваемую в зависимости от изменения измерительной задачи, называют гибкой измерительной системой (ГИС).

Измерительный – вычислительный комплекс (ИВК) – функционально объединенная совокупность СИ, компьютеров и вспомогательных устройств, предназначенных для выполнения в составе ИС конкретной измерительной функции.

Измерительный преобразователь (ИП) – техническое средствос нормативными

метрологическими характеристиками, служащее дляпреобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи. ИП входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, ИС и др.), или применяется вместе с каким – либо СИ.

Примеры ИП. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) или аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Передающий преобразователь – измерительный преобразователь, служащий для

дистанционной передачи сигнала измерительной информации к другим устройствам или

системам (термопара в термоэлектрическом термометре).

Источник