ГЛАВА5: ГОС. Метрологич надзор

Статья 22 вкл. В себя Калибровка, Поверка,Метрологич. Аттестация, Гос. Испытания, утверждение типа

Статья 23: Утверждение типа. Осущ-ся в сфере законодат. Метрологии., после гос испытаний(ЦСМС,БелГИм). Рез-ты- основания для утверждения типа. Утверждением типа заним. Госстандарт.Утвержд тип вносится в реестр, выдается сертификат типа на документацию и на средство измерения наносится знак утвержд. Типа, а инф-ция об утверждении публикуется в офиц. Изданиях Госстандарта.

Статья 24: Метрологич. Аттестация Подлежат Си в сфере законодат. Метрологии. Произвед. Либо ввозимые в единичных экземплярах осущ. Госуд. Метрологич. Службы.МА осуществляют юридич. Лица, вход. В госуд. Метр. службу.Рез-ты МА удост-ются свид-вом о МА.

Статья 25 Поверка. Поверку осущ-ют аккред-ые поверочные лаборатории. Поверку осущ непоср-но поверителем. Рез-ты свид-во о поверки (соот-ет/несоотв.)

Статья 26 Калибровка. Осущ-ют аккред-ые калибр-ые лаборат. Ч-з межкалибр-ный интервал. По рез-там- наносится клеймо. Выдается свид-во о калибровки.

Статья 27 Метрологич. Подтверждение пригодности МВИ. Юридич. Лица. Рез-ты- в заключит.свидетельстве, МВИ вносится в реестр о метрологич. Подтв-ии пригодности.

ГЛАВА8 ФИНАНСИРОВАНИЕ. Госуд. Бюджет. Деньги юридич. Лиц

1. Предмет и задачи метрологии

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Греч слово метр образовано от слов«метрон»–мера и «логос»– учение.

Вопросы метрологии:обеспечение единства измерений; защита населения и государства от последствий неточных и неправильных измерений;достоверный учет материальных, энергетических и природных ресурсов; развитие техники измерений в соответствии с уровнем технико-экономического развития страны; повышение качества товаров и услуг и обеспечение к/c продукции; достижение доверия в международных экономических отношениях к результатам измерений при проведении поверки, калибровки, испытаний; создание и развитие метрологических инфраструктур, обеспечивающих совместимую, заслуживающую доверия систему измерений, необходимую для развития науки, промышленности, торговли, экономики.

Задачи метрологии

Разраб фунд-ых научно-методич,правовых и организац.основ метр-ии;станд-ция в обл. метрологии;создание, утверждение, содержание и сличение эталонов;установление единого порядка передачи размера единиц;установление требований к метрол-им хар-кам ср-в измерений; разработка методик выполнения измерений и их аттестация; установление порядка орг-ции и проведения испытаний, метрол-ой аттестации, поверки и калибровки средств измерений;аккредитация испытательных, калибровочных и поверочных лабораторий; госуд-ый метрол-ий надзор и метрол-ий контроль; международное сотрудничество в обл метрологии

Метрология делится на:

• Теоретическую;прикладную; законодательную

Теоретическая метрология- это раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии

Вопросы теоретической метрологии

• осн представления метр-гии; теория единства измер; т. построения ср-в измер;теория точности измерений.

Термины и определения;

Постулаты метрологии,Учение о ФВ;Методология измерений

Теория единства измерений:Теория единиц ФВ;Теория эталонов;Теория передачи размеров ФВ

Теория точности измерений

Теория погрешности измерений;Теория точности СИ;

Неопределенность измерений;Зак-ная метрология

Рассматривает комплекс вопросов, относящихся к деятельности, направленной на обеспечение единства и необходимой точности измерений, требующих регламентации со стороны государства

Прикладная метрология

• Посвящена изучению вопросов практического применения разработок теоретической и положений законодательной метрологии

 

Физическая величина

• Св-во – философская категория, выражающая такую сторону объекта, которая обуславливает его различие или общность с другими объектами и обнаруживается в его отношениях с ним. Свойство категория качественная, определяемая тем, какую особенность материального мира эта величина характеризует (длину, твердость, прочность и др).

Величина- Это свойство, которое может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно.

• Вводится для количественного описания различных свойств, процессов и физических объектов

Величина

• Реальные: Физические и нефизические (используются в общественных (нефизических) науках – философии, социологии, экономике и т.п. (например, себестоимость, цена и др)

• Идеальные (математические модели)

физическая величина (ФВ)-одно из св-в физич-ого объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в колич-ом отношении индивид-ое для каждого из них.

можно измерить или оценить, в зависимости от чего они делятся на измеряемые и оцениваемые. Измеряемые физические величины могут быть выражены кол-енно в виде определенного числа установленных единиц измерения

Метрология, как наука об измерениях, изучает только измеряемые физические величины, т.е. величины, для которых может существовать физически реализуемая и воспроизводимая в специальных технических средствах (эталонах) единица величины.

Размер физической величины -это количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.

значение физической величины

Выражение размера ФВ в виде нек-ого числа принятых для нее единиц (например, значения физических величин: массы 2 кг, длины 3 м, прочности 100 МПа; где цифры 2, 3 и 100 – отвлеченные числа, входящие в значение величины, которые являются числовыми значениями физических величин

Нахождение значения ФВ - основная цель измерений.

Значение ФВ получают в рез-те измерения и вычисляют в соот-вии с осн ур-ем измерения:

• Q=q·[Q],

• где Q – значение ФВ; q – числ значение ФВ, показывающее отношение значения ФВ, к ее ед-це; [Q] – ед-ца ФВ.

Ед-ца ФВ-ФВ фиксиров-ого размера, к-ой условно присвоено числовое значение, равное единице, и кот-ая применяется для колич-ого выражения однородных с ней ФВ.Такое ее значение ФВ, к-ое принимается за основание масштаба для сравнения с ним однородных физических величин.

4.Классификация ФВ

Группы ФВ

• ФВ, характеризующие свойства объектов: длина, масса, электрическое сопротивление и т.п.

• ФВ, характеризующие состояние системы: давление, температура, магнитная индукция и т.п.

• ФВ, характеризующие процессы – скорость, ускорение, мощность и др.

По видам явлений ФВ делятся на:

– вещественные – описывающие физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них (масса, плотность, электрическое сопротивление, емкость, индуктивность и др.);

энергетические характеристики процессов преобразования, передачи и использования энергии. Это: ток, напряжение, мощность, энергия и др.; характеризующие протекание процессов во времени. К ним относятся различного рода спектральные хар-ки, корреляционные ф-ции и др.

По принадлежности к различным группам физических процессов

Простр-но-врем-ые, механич, тепловые, электрич, магнитные,акустич,физико-химич-е и др.

В зав-сти от возм-сти проведения арифм-ий действий

• аддитивная - разные значения ФВ могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены друг на друга (длина, масса, сила, давление, время, скорость и др).

• Неаддитивная -физическая величина, для которой суммирование, умножение на числовой коэффициент или деление друг на друга ее значений не имеет физического смысла (термодинамическая температура).

• В зависимости от цели измерения:

И змеряемые ФВ -ФВ, подлежащие измерению, измер-ые или измер-ые в соотв-ии с осн целью измерит-ой задачи; Влияющие ФВ -ФВ непоср-но не измеряемая ср-вом измерений, но оказывающая влияние на него и на объект измерения т.о., что это приводит к искажению рез-та измерения.

По степени условного постоянства: Постоянная - ФВ, размер к-ой по усл измерит-ой задачи можно считать неизменяющимся на протяжении времени измерения.

Переменную-ФВ, измен-ся по размеру в процессе измерения.

По степени условной независимости от других величин

• основные (условно независимые в конкретной системе единиц); производные, образуемые из основных единиц (условно зависимые).

система ФВ -это сов-сть осн-ых и произв-ых ед-ц ФВ, образов-ая в соотв-вии с принципами для заданной системы

Основной единицей системы ед-ц ФВ является единица осн. ФВ в данной системе. Производная единица системы единиц ФВ – единица произв-ой ФВ системы ед-ц, образованная в соотв-вии с ур-ем связывающим ее с основными ед-цами или с основными и уже определенными производными.

 

Уравнение связи

- это ур-ие, к-ое отражает з-ны природы, в к-ом под буквенными символами понимают ФВ: E= .

Размерность- это выражение в форме степенного одночлена, составленного из произвед. Символов основных ФВ данной системы в различных степенях и отражающего связь данной величины с основной ФВ с коэф пропорц=1

dimQ=L^αM^βT^γ, где LMT- обозначение размерности основных ФВ

αβγ- показатели размерности, если αβγ=0, то такая величина явл. Безразмерной

длина L(м), масса M(кг), время Т(с), ТД температура Q(К), сила тока I(A) сила света J (кд), хим. Кол-во N(моль)

Размерности нужны для перевода ед-ц из одной системы в другую для преобр. Производных ед-ц и проверки правильности однородности ур-ия.

Размерность боле общая хар-ка, чем ур-ие связи. Иногда разные по природе ФВ имеет одну и ту же размерность.

 

5-6. Ед-ца ФВ - ФВ, фиксированным размером, к-ое условно принято значение=1.

Основная ед-ца- ед-ца осн. ФВ в данной системе

Производная ед-ца- ед-ца производной ФВ в данной системе.

Произв-ые ФВ обр-ны из осн.И др.произв-ых ч-з ур-ие связи.

1790г. Создана первая метрическая система

В соотв. С ТР(техрегламентом) 2007/003/by на территории РБ применяется ед-цы междунар. Системы СИ, ед-цы не входящие в СИ, но разрешенные ТР

Условные ед-цы, оцениваемые по разным шкалам, напр. Шкала твердости, активности рН.

Ед-цы,не входящие в СИ:

Ед-цы допускаемые к применению на равне с СИ:масса-а.е.м., тонна, время- сутки, мин, ч;плоский угол-рад; объем-литр; длина- астрономич. Ед-ца, световой год, парсек; оптич.сила-диоптрик; площадь-гектар.

Ед-цы, пименяемые в опред-ых узких обл-ях: длина-морская миля, футы; масса-карат; скорость-узлы; давление-мм.рт.ст.

Нек-ые относит-ые и логарифмические ед-цы: %, ppm, ур-нь громкости- фон, частотный интервал- октава, декада

Ед-цы кол-ва инф-ции: байт, бит.

Производные: 21- имена ученых. Систему СИ наряду с осн. Производными входят кратные и дольные, приставки, имеющие собств. наименов.

Кратная ед-ца: ×10ⁿ, дольная: ÷10ⁿ, 10²⁴-иотта, 10^-24-иокто, 10²¹-зетта, 10^-21-зекто, двоичные системы 2^n×10 n 1-8, n=1-иби. 2-миби, 5-пеби, 6-эксби, 7-зиби, 8-иоби.

 

 

• 7. Шкалы физических величин - это упорядоченная последовательность значений ФВ, принятая по соглашению

С помощью шкал осуществляется оценивание и измерение физических величин.

4 типа шкал:

наименований, порядка, интервалов, отношений.

Шкала наименований

• Самая простая из существующих шкал

• Основана на приписывании объекту знаков (числа, наименования, или других условных обозначений), играющих роль простых имен.

• Позволяет составлять классификации, идентифицировать и различать объекты.

• Отсутствует понятие нуля, меньше, больше и единиц измерения (например шкала цветности, предназначенная для идентификации цвета).

Шкала порядка (шкала рангов)

• предполагает упорядочение объектов относительно какого-то определенного их свойства, т.е. расположение их в порядке убывания или возрастания данного свойства (ранжированный ряд).

• Ранжированный ряд может дать ответ на вопросы что больше или что меньше, но не на сколько больше или на сколько меньше.

• Результаты не могут подвергаться каким-либо арифметическим действиям.

• Нет единицы измерения

• Примеры-шкала твердости Мооса, оценка силы землетрясения в баллах, морского волнения, скорости ветра.

Шкала интервалов

• Для ее построения вначале устанавливают единицу ФВ

• Откладывают разность значений ФВ, сами же значения остаются неизвестными

• Состоит из одинаковых интервалов, имеет единицу измерения и произвольно выбранное начало – нулевую точку

• Результаты измерений можно складывать друг с другом и вычитать друг из друга, т.е. определять на сколько одно значение физической величины больше или меньше другого.

• Примеры - летоисчисление по различным календарям, в которых за начало отсчета принято сотворение мира, рождество Христово и т.д., температурные шкалы Цельсия, Фаренгейта и Реомюра.

Шкала отношений

• представляет собой интервальную шкалу с естественным началом

• Охватывает значения от 0 до бесконечности и не содержит отрицательных значений.

• Результаты можно складывать, вычитать, перемножать или делить.

• Примеры - шкала массы, длины, термодинамической температуры.

Шкалы

• Неметрические: наименований, порядка

• Метрические: интервалов, отношений.

 

Измерение

Измерение ФВ- это Сов-сть операций по применению технического ср-ва, хранящего единицу ФВ, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Постулаты измеряемости: Выделение ФВ среди др. величин,Установление,ед-цы измерений,Создание технич. ср-ва, воспр-его установленную ед-цу и хранящего ее размер,Сохранение неизменности размера единицы

Эл-ты процесса измерений

2Объект измерений, Субъект измерения, Ср-во измерения

Условия измерений, Рез-т измерений, Задача (цель) измерения,Модель объекта измерения,Модель влияющих величин,Модель измеряемой ФВ.

Объект измерения - реальный физич. объект (физич. система, процесс), св-ва к-ого хар-ются одной или неск. измеряемыми ФВ, Субъект измерения – ч-к, осущ-ющий постановку измерит задачи, сбор и анализ априорной инф-ии, технич операцию измерений, обрабо-ку их рез-тов. Ср-во измерений - технич ср-во используемое для проведения измерений и имеющее нормированные метрол-ие хар-ки.

В основе работы ср-ва измерений заложен определенный принцип и используется определенный метод.

Принцип измерений - физическое явление или эффект, положенные в основу измерений.

Метод измерений - прием или сов-сть приемов сравнения измеряемой физич величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

 

 

9. Условия измерений- совокупность влияющих величин, описывающих состояние окружающей среды и СИ.

• Нормальные, Рабочие, Предельные

Нормальные условия:

• Условия, характеризуемые совокупностью значений (нормальное значение) или областей значений (нормальная область значений) влияющих величин, при которых изменением результата измерений пренебрегают вследствие малости

• Установлены в ТНПА и документации на СИ

Рабочие условия

 

• Условия измерений, при которых влияющие величины находятся в пределах рабочих областей

• Нормируют дополнительную погрешность

Предельные условия

· Условия измерений, характеризуемые экстремальными значениями измеряемой и влияющей величин, которые средство измерений может выдержать без разрушений и ухудшения его метрологических характеристик

Результат - значение ФВ, полученное путем измерения

• Точность

• Правильность

• Прецизионность

- повторяемость (сходимость)

- воспроизводимость

- промежуточная прецизионность

 

10. Точность - близость результата к принятому эталонному значению

Правильность - близость среднего значения, полученного на основании большой серии результатов измерений, к принятому эталонному значению

Прецизионность - близость между независимыми результатами измерений, полученными при определенных условиях (повторяемости, воспроизводимости, промежуточной прецизионности)

• Прецизионность

• Повторяемость - прецизионность в условиях повторяемости (одним методом, в одной лаборатории, один образец, один оператор)

• Воспроизводимость - прецизионность в условиях воспроизводимости (в разных лабораториях)

• Промежуточная прецизионность - прецизионность результатов, полученных в одной лаборатории, но в разных условиях.

Точность(погрешн. Неопределенность)

 

Правильность прецизионнсть

Систем. погрешн случайные факторы

 

Хар-ется смещением повтряемость воспр-сть промежут.

=x-µ одинак.усл разл лаб одна лаб, но разл.усл

 

Сме лаборат смещ лабор. составляющая смещения

щение

метода

 

 

11. Виды измерений

Прямые и косвенные, совокупные и совместные

Абсолютные и относительные

Технические и метрологические

Равноточные и неравноточные

Равнорассеянные и неравнорассеянные

Статические и динамические

• Прямые измерения - искомое значение измеряемой величины находят непосредственно по показаниям СИ

• Q = х

• Косвенные измерения - измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям

• Q = F (X, Y, Z,…),

• Совокупные измерения - производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения находят решением системы уравнений

• Совместные измерения - одновременные измерения нескольких разнородных величин для установления зависимости между ними

• Абсолютное измерение - опреде-ление величины в ее единицах

• Относительное измерение - измерение отношения определя-емой величины к одноименной, играющей роль единицы, или принимаемой за исходную (без-размерная величина или выраже-нная в относительных единицах)

• Однократные измерения - измерения, выполненные один раз.

• Многократные измерения - измерения одной и той же физи-ческой величины, результаты которых получают из нескольких следующих друг за другом измерений

• Технические измерения -измерения, выполняемые с заранее установленной точностью, т. е. погрешность таких измерений не должна превышать заранее заданного (допустимого) значения

• Метрологические измерения - измерения, выполняемые с максимально достижимой точностью, т.е. минимальной (при имеющихся ограничениях) погрешностью

• Равноточные -измерения двух серий, для которых оценки точности (погрешности) можно считать практически одинаковыми

• Неравноточные - измерения с различающимися погрешностями

• Равнорассеянные -измерения с совпадающими значениями оценок случайных составляющих погрешнос-тей измерений сравниваемых серий

• Неравнорассеянными - измерения с различными значениями оценок случайных составляющих погрешностей измерений сравниваемых серий

• Статическое измерение – измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измеритель-ной задачей за неизменную на протяже-нии времени измерения

Динамическое измерение - измерение изменяющейся по размеру ФВ (допол-нительная динамическая погрешность)

 

12. Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой ФВ с ее единицей

Непосредственной оценки: Сравн.с мерой: нулевой; дифф-ый; совпадений; противопаставления;

Метод непосредственной оценки

Значение измеряемой ФВ определяют непоср-о по показывающему устр-ву СИ; Мера «заложена» в измерительный прибор опосредовано; Q = х

Метод сравнения с мерой

<Измеряемая величина сравнивается с известной величиной, воспроизводимой мерой

<Предусматривает обязательное использование овеществленной меры

Дифференциальный метод

Метод сравнения с мерой, в к-ом измеряемую величину замещают мерой с изв значением величины. При этом на измерит-ый прибор возд-ет разность измеряемой величины и известной величины, воспроизв-ой мерой; Q = х + Х_м

Нулевой метод

М-д сравнения с мерой,в к-ом результирующий эффект возд-ия величин на прибор сравнения доводят до нуля; х ≈ 0

Метод совпадений

• Метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины оценивают, используя совпадение ее с величиной, воспроизводимой мерой (т. е. с фиксированной отметкой на шкале ФВ)

Метод противопоставления

• Метод сравнения с мерой, в к-ом измеряемая величина и величина, воспроизв-ая мерой, одновр воздействуют на прибор сравнения, с помощью к-го устанавл-ся соотношение м-у этими величинами.