Метрология. История развития. Роль в науке и производстве.

- История измерений уходит своими корнями в седую древность.С незапамятных времен известны такие величины как длина,вес,время и т.д.Механика и физика стали точными науками только потому ,что путем измерений получили возможность устанавливать точные количественные соотношения ,выражающие объективные законы природы. Точная наука немыслима без меры.

- Роль измерений осбенно выросла в последние десятилетия.Высокая точность управления полётами космических аппаратов достигнута исключительно благодаря совершенным средствам измерений,устанавливаемым как на самих космических аппаратах , так и вцентрах управления (ЦУП)

- С конца 18 века круг величин,подлежащих измерению значительно расширился ,включив механические,тепловые,электрические,магнитные,световые и др. величины.

- Что означает понятие "измеренное" ?

Это сравнение опытным путём данной величины с другой подобной ей,принятой за единицу.

Измерение — это процесс установления значения физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.

Отрасль науки, которая занимается вопросами измерений их методическим и техническим обеспечением ,является метрология.

Метрам (греч.) - мера

Логос (греч) - учение

Дословно учение о мерах.

Итак, метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

- В чём заключается единство измерений?

Результаты измерений, полученные в разных местах с использованием разных методов и средств, должны быть сопоставимы т.е.результаты измерений должны быть выражены в узаконеных единицах и погрешности известны с заданой вероятностью.

- А что означает "точность"?

Точность — близость результата к истиному значению измеряемой физической величины.

- А физическая величина?

Физическая величина — это совокупность качественных и количественных характеристик свойств физического объекта или физических систем, их состояний и происходящих в них процессов.

Первая метрологическая служба в России была создана в 1893г. Д.И.Менделеевым, которой он руководил до 1907 года. А называлась она "Главная палата мер и весов.

- Основные задачи метрологической службы:

1.Воспроизведение и хранение единиц физических величин в виде эталонов(образцовых средств измерения)

2.Поверка всех рабочих средств измерения.

3.Госсударственный контроль за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники на предприятиях.

Ни одно изделие "НЕ УВИДИТ СВЕТ" ,если не пройдет метрологических испытаний.

В наименование дисциплины входят понятия "взаимозаменяемость" и"стандартизация".Эти понятия неразрывно связаны с метрологией.

Итак, взаимозаменяемость — это свойство равноценно заменять любой экземпляр изделий,их элементов,блоков,и узлов другим однотипным экземпляром.Такая замена должна обеспечивать сохранение всех количественных и качественных характеристик изделий.

Стандартизация — это установление и применение правил ,норм и требований с целью упорядочения деятельности в определенной области (например ,средств телекомуникаций) при участии всех заинтересованых сторон для достижения экономически оптимального качества продукции ,при соблюдении условий эксплуатации и требований безопастности.

Понятия ,термины и определения в метрологии также стандартизованы и их применение должно быть осознаным,т.е. необходимо четко различать между собой родственные понятия.

Что есть значение физической величины?

Значение физической величины представляется в виде числа и именованой единицы

А=БВ => U=220В

Истиное значение — значение физ.величины свободное от погрешностей(оно недостежимо)

Действительное значение — значение физ.величины полученное опытным путем с метрологической точностью.

Метрологическая точность — максимальная точность,которую можно достичь на современном развитии измерительной техники.

Полнаявзаимозаменяемость обеспечивает возможность без наладочной сборки изделия или их замена при ремонте любых изделий при соблюдении предъявляемых к ним требований по всем показателям качества.

Неполнаявзаимозаменяемость обеспечивается только по некоторым показателям.

2.Основные понятия и термины в метрологии: единица измерения, мера, измерительный прибор, результат измерения и т.д.

Основные термины, применяемые в метрологии.

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

К основным направлениям метрологии относятся:

-общая теория измерений;

-единицы физических величин и их системы;

-методы и средства измерений;

- методы определения точности измерений;

- основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений;

- эталоны и образцовые средства измерений;

-методы передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

Физическая величина – свойство, присущее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Измерение – это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью имеющихся технических средств, т.е. процесс экспериментального сравнения данной физической величины с одноименной физической величиной, значение которой принято за единицу.

Единица физической величины – это физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице.

Единство измерений – это состояние измерений, при которых их результаты выражены в узаконенных единицах, и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Средства измерений – это технические средства, используемые при измерении и имеющие нормированные метрологические свойства. Средства измеренийделятсяна меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки и вспомогательные средства измерений.

Мера – это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера.

Измерительный прибор – это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы могут быть: аналоговыми, цифровыми, показывающими и регистрирующими.

Измерительный преобразователь – это средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Существуют различные типы преобразователей:

- первичный – первый в измерительной цепи, к нему непосредственно подводится измеряемая величина;

- передающий – служит для дистанционной передачи сигнала измерительной информации;

-масштабный – служит для изменения измеряемой величины в заданное число раз.

Вспомогательные средства измерения – это средства измерения величин, влияющее на метрологические свойства другого средства измерения при его применении.

Измерительная установка – это совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте.

Измерительная система – это совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации удобной для непосредственной автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.

1)Мера — это средство измерения для воспроизведение физической величены заданного размера.

Меры: эталоны образцовые и рабочие.

Основные единицы системы Си:

1 L-[м] - длинна.

2 T-[с] - время.

3 M-[кг]-масса.

4 I-[А]-ток.

5 t -[K]-температура.

6 J-[Kg]-сила света.

7 N-[г/моль]-количество вещества.

2) Измерительный преобразователь — это средство измерения предназначенное для преобразования одной физической величины в другую, которая используется для дальнейшего преобразования или передачи без непосредственного восприятия наблюдателя.

Виды: электромеханические ,термоэлектрические ,оптические выпрямительные , электромагнитные и др.

3) Измерительный прибор — это устройство предназначенное для преобразования одной физической величены в другую в форме удобной для непосредственного восприятия наблюдателя.

Виды: электромеханические, электронные, цифровые.

4) Измерительные установки — это совокупность мер собранных в одном месте или расположенных на одной панели .

5)Измерительно-информационные системы — это совокупность средств измерений и вспомогательных устройств ,соединенных между собой каналами связи.

Измерянноезначение — это значение физической величины, полученное непосредственно из эксперимента по показанию прибора.

Результатизмерения — это значение физической величины, полученное путём математической обработки измерянных значений физической величины по известным функциональным зависимостям.

Принципизмерения — это совокупность физических явлений, положенных в основу измерения физической величины.

Методизмерения — это совокупность способов использования принципов и средств измерений.