Понятие о средствах измерений

Метрология

 

Понятие о метрологии как науке

 

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

В практической жизни человек всюду имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются и известны с незапамятных времен измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др.

Велико значение измерений в современном обществе.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, ибо для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования.

Основными задачами метрологии (по ГОСТ 16263-70) являются:

- установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений;

- разработка теории, методов и средств измерений и контроля;

- обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений;

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

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

 

Основные понятия, связанные с объектами измерения

 

Обычным объектом измерений являются физические величины.

Физической величиной называется одно из свойств физического объекта (явления, процесса), которое является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественнымзначением.

Качественная характеристика физической величины определяется тем, какое свойство материального объекта или какую особенность материального мира эта величина характеризует (твердость, надежность, прочность и т. п.).

Для выражения количественного содержания свойства конкретного объекта употребляется понятие «размер физической величины», который устанавливается в процессе измерения.

Физические величины разделяют на измеряемые и оцениваемые.

Измеряемые величины могут быть выражены количественно в установленных единицах измерения.

Величины, для которых не может быть введена единица измерения, относятся к оцениваемым. Оцениваемые величины производятся при помощи установленной шкалы.

Физические величины классифицируют по видам явлений:

- вещественные, описывающие физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них;

- энергетические, описывающие энергетические характеристики процессов преобразования, передачи и использования энергии;

- физические величины, характеризующие протекание процессов во времени.

Существуют другие уровни и подходы к классификации физических величин.

В последние десятилетия кроме физических величин в прикладной метрологии начали использоваться и так называемые нефизические величины. Это связано с применением термина «измерение» в экономике, информатике, управлении качеством.

 

Понятие о средствах измерений

 

Средство измерения (СИ) - это техническое средство (или комплекс технических средств), предназначенное для измерения, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и (или) хранящие единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Под понятием «средство измерений» подразумеваются разнообразные устройства, которые реализуют одну из двух следующих функций:

- воспроизводят величину заданного (известного) размера (например: гиря - заданную массу);

- вырабатывают сигнал (показание), несущий информацию о значении измеряемой величины.

Показания СИ могут либо непосредственно восприниматься органами чувств человека (стрелочный прибор), либо они являются недоступными восприятию человеком и используются для преобразования другими СИ. В этом случае СИ должны содержать устройства, которые выполняют эти элементарные операции.

Устройства, осуществляющие элементарные операции (модули, блоки), называются элементарнымисредствами измерений. В их число входят измерительные преобразователи, меры и устройства сравнения (компараторы).

Измерительный преобразователь — устройство с нормированными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину, или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи.

Мера — это средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

Компараторы — технические средства, дающие возможность выполнять сравнения выходных сигналов мер однородных величин или же показаний измерительных приборов.