Общие сведения о метрологии

Основные понятия в области метрологии

Для поддержания заданного режима технологического процесса, оценки качества продукции необходимо иметь точную количественную информацию. Получить ее можно только с помощью измерений.

В строительстве необходимо измерять самые разнообразные величины: линейно-угловые, механические, физико-химические, тепловые, акустические, оптические и т.п. Для измерения этих величин строительная индустрия должна быть оснащена стандартизованными методами и средствами измерений.

Теорией и практикой измерений занимается метрология. Метрологией называют науку об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Единство измерений предполагает представление результатов измерений в узаконенных единицах, при этом погрешности измерений известны с заданной точностью.

Обеспечение единства измерений в стране, создание эталонов и новых методов измерений возложено на Государственную метрологическую службу, находящуюся в ведении Госстандарта. Метрология имеет большое значение для стандартизации и унификации технологических процессов и изделий.

В метрологии употребляется ряд специальных терминов.

Измерение - нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Основное уравнение измерения имеет вид

Q = qU , (21)

где Q - значение физической величины;

q - числовое значение величины в принятых единицах; U - единица физической величины.

В ходе эксперимента получают измеренное значение величины, т.е. значение величины, приближенно соответствующее ее истинному размеру (т.е. истинному значению величины).

Эталоном единицы измерения называют меру или измерительный прибор, предназначенные для воспроизведения физической величины в общегосударственном или международном масштабе. Существуют эталоны килограмма, ампера, секунды и т.п. (более ста первичных и специальных эталонов).

Рабочее средство измерений - мера или измерительный прибор, предназначенные для проведения технических измерений.

Стандартный образец - это мера для воспроизведения единиц величин, характеризующих свойства или состав вещества и материалов. Стандартный образец представляет собой средство измерения в виде вещества (материала), состав или свойство которого достоверно установлены при аттестации. Их используют для градуировки, аттестации и поверки средств измерений, контроля правильности результатов измерений.

Различают стандартные образцы состава и стандартные образцы свойств, причем последние выполняют роль мер. Так для поверки дилатометров (приборы, замеряющие температурные деформации материалов) используют стандартные образцы свойств в виде образцовых мер из сверхчистой меди (для температур от -100 до +100 0С), кварца кристаллического (t=20-500 0С), корунда (температуры ниже 900 0С).

Точностью измерения называют степень приближения результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. (Исходя из этого определения, выражение “точность измерения длины равна 0,5 % ” – неверно; правильно сказать - “погрешность измерения не превышает 0,5 % ”). Погрешность измерения - это алгебраическая разность между полученным при измерении и истинным значением измеряемой величины. Погрешности вызываются несовершенством приборов и методов измерений,

непостоянством условий наблюдений и т.п. Погрешность измерения

ä = x− X (22)

где x - измеренное значение величины; X - истинное значение величины.

Истинное значение измеряемой величины всегда остается неизвестным из-за отсутствия идеальных методов и средств измерения, поэтому на практике вместо истинного значения применяют результат измерения, полученный с помощью более точных методов и средств и называемый действительным значением. Таким образом, и значение δ определяется с некоторым приближением к истинному.

Погрешность измерения может выражаться в единицах измеряемой величины (абсолютная погрешность) либо в долях, процентах от ее значения (относительная погрешность). Погрешность мер и приборов определяют путем их поверки.

Поверка - совокупность действий с целью оценки погрешностей мер и измерительных приборов.