Метрология__стандартизация_и_сертификация-пособие (856271), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Например, миллиметровая линейка дает возможность выразить длинупредмета в сантиметрах и в миллиметрах.Набор мер представляет собой комплект однородных мер разного размера, что дает возможность применять их в нужных сочетаниях. Например, наборлабораторных гирь.Магазин мер – сочетания мер, объединенных конструктивно в одно механическое целое, в котором предусмотрена возможность посредством ручныхили автоматизированных переключателей, связанных с отсчетным устройством, соединять составляющие магазин меры в нужном сочетании.
По такомупринципу устроены магазины электрических сопротивлений.При пользовании мерами следует учитывать номинальное и действительное значения мер, а также погрешность меры и ее разряд. Номинальным называют значение меры, указанное на ней. Действительное значение меры должнобыть указано в специальном свидетельстве как результат высокоточного измерения с использованием официального эталона.Разность между номинальным и действительным значениями называетсяпогрешностью меры. Величина, противоположная по знаку погрешности, представляет собой поправку к указанному на мере номинальному значению.
По-62скольку при аттестации (поверке) также могут быть погрешности, меры подразделяют на разряды (1-го, 2-го и т. д.) и называют разрядными эталонами(образцовые измерительные средства), которые используют для поверки измерительных средств. Величина погрешности меры служит основой для разделения мер на классы, что обычно применимо к мерам, употребляемым для технических измерений.Измерительный преобразователь – это средство измерений, котороеслужит для преобразования сигнала измерительной информации в форму,удобную для обработки или хранения, а также передачи в показывающееустройство.
Измерительные преобразователи либо входят в конструктивнуюсхему измерительного прибора, либо применяются совместно с ним, но сигналпреобразователя не поддается непосредственному восприятию наблюдателем.Например, преобразователь может быть необходим для передачи информации впамять компьютера, для усиления напряжения и т. д. Преобразуемую величинуназывают входной, а результат преобразования – выходной величиной.
Основной метрологической характеристикой измерительного преобразователя считается соотношение между входной и выходной величинами, называемое функцией преобразования.Преобразователи подразделяются:•на первичные – непосредственно воспринимающие измеряемую величину;•передающие – на выходе которых величина приобретает форму, удобную для регистрации или передачи на расстояние;промежуточные – работающие в сочетании с первичными и не влияющие на изменение рода физической величины.Измерительные приборы – это средства измерений, которые позволяютполучать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем.
Различаются измерительные приборы прямого действия и приборысравнения.Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем соответствующую градуировку в единицахэтой величины. Изменения рода физической величины при этом не происходит.К приборам прямого действия относят, например, амперметры, вольтметры,термометры и т. п.Приборы сравнения предназначаются для сравнения измеряемых величинс величинами, значения которых известны. Такие приборы широко использу•63ются в научных целях, а также и на практике для измерения таких величин, какяркость источников излучения, давление сжатого воздуха и др.Измерительные установки и системы – это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательнымиустройствами, для измерения одной или нескольких физических величин объекта измерений. Обычно такие системы автоматизированы и обеспечиваютввод информации в систему, автоматизацию самого процесса измерения, обработку и отображение результатов измерений для восприятия их пользователем.Измерительные принадлежности – это вспомогательные средства измерений величин.
Они необходимы для вычисления поправок к результатамизмерений, если требуется высокая степень точности. Например, термометрможет быть вспомогательным средством, если показания прибора достоверныпри строго регламентированной температуре.Следует учитывать, что измерительные принадлежности вносят определенные погрешности в результат измерений, связанные с погрешностью самоговспомогательного средства.По метрологическому назначению средства измерений делят на два вида – рабочие средства измерений и эталоны.
Рабочие средства измерений применяют для определения параметров (характеристик) технических устройств,технологических процессов, окружающей среды и др. Рабочие средства могутбыть лабораторными (для научных исследований), производственными (дляобеспечения и контроля заданных характеристик технологических процессов),полевыми (для самолетов, автомобилей, судов и т. п.). Каждый из этих видоврабочих средств отличается особыми показателями. Так, лабораторные средства измерений – самые точные и чувствительные, а их показания характеризуются высокой стабильностью. Производственные обладают устойчивостью квоздействиям различных факторов производственного процесса: температуры,влажности, вибрации и т.
п., что может сказаться на достоверности и точностипоказаний приборов.·····························································Поверка средства измерений – совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.·····························································Особым средством измерений является эталон – это высокоточная мера,предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью64передачи ее размера другим средствам измерений.
От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них – рабочим средствам измерений.Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и рабочие.Первичный эталон – это эталон, воспроизводящий единицу физическойвеличины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений насовременном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.Национальный эталон утверждается в качестве исходного средства измерения для страны национальным органом по метрологии.Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюромер и весов (МБМВ).
Важнейшая задача деятельности МБМВ состоит в систематических международных сличениях национальных эталонов крупнейшихметрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, атакже и между собой, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международных экономических связей. Сличению подлежат как эталоны основных величин системы СИ,так и производных.
Установлены определенные периоды сличения. Например,эталоны метра и килограмма сличают каждые 25 лет, а электрические и световые эталоны – один раз в 3 года.Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны. Размер воспроизводимой единицы вторичным эталоном сличается сгосударственным эталоном. Вторичные эталоны могут утверждаться либо Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, либогосударственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования. Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и, в свою очередь, служат для передачи размера менее точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда) и рабочимсредствам измерений.Самыми первыми официально утвержденными эталонами были прототипы метра и килограмма, изготовленные во Франции, которые в 1799 г.
были переданы на хранение в Национальный архив Франции, поэтому их стали называть «метр Архива» и «килограмм Архива». С 1872 г. килограмм сталопределяться как равный массе «килограмма Архива». Каждый эталон основной или производной единицы Международной системы СИ имеет свою интересную историю и связан с тонкими научными исследованиями и экспериментами.65За последние годы получены высокие результаты точности и надежностиэталонов, создаваемых на основе использования квантовых эффектов, что позволяет предположить возможность создания новых эталонов в недалеком будущем. С помощью новых методов и средств измерений уточняются фундаментальные физические константы, поэтому точность квантовых эталонов будетвозрастать.
Ученые полагают, что квантовые эталоны можно будет считать«вечными мерами», так как способность воспроизведения единиц физическихвеличин у таких эталонов не подвержена влиянию внешних условий, географического местонахождения и времени.Ожидается появление возможности создания сравнительно недорогихквантовых эталонов и рабочих средств измерений на основе практического использования эффекта высокотемпературной сверхпроводимости, что послужитначалом нового периода в развитии фундаментальной и практической метрологии [5].2.6 Погрешности измеренийПроцесс измерения неизбежно сопровождается ошибками, которые вызываются несовершенством измерительных средств, нестабильностью условийпроведения измерений, несовершенством самого метода и методики измерений,недостаточным опытом и несовершенством органов чувств человека, выполняющего измерения, а также другими факторами.Погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины,называется абсолютной.