Традиционные методы измерения пт доклад

Обновлено: 18.05.2024

Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей или шкалой в соответствии с реализованным принципом измерений.

По общим приемам получения результатов измерений методы различают на:

прямой метод измерений – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения не требуют методики проведения измерений и проводятся по эксплуатационной документации на применяемое средство измерений;
косвенный метод измерений – измерение, результат которого определяют на основании прямых измерений величин, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. Косвенные измерения применяются в случаях, когда невозможно выполнить прямые измерения, например при определении плотности твердого тела, вычисляемой по результатам измерений объема и массы.

По условиям измерения:

контактный метод измерений – основан на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения (измерение температуры тела термометром);
бесконтактный метод измерений – основан на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерения (измерение расстояния до объекта радиолокатором, измерение температуры в доменной печи пирометром).

Исходя из способа сравнения измеряемой величины с ее единицей, различают:

метод непосредственной оценки – метод при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству показывающего СИ (термометр, вольтметр и пр.). Мера, отражающая единицу измерения, в измерении не участвует. Ее роль играет в СИ шкала, проградуированная при его производстве с помощью достаточно точных СИ.
метод сравнения с мерой – метод при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями). Существует три разновидности этого метода:
- нулевой метод – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля, например, измерения электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием;
- метод замещения – основан на сравнении с мерой, при котором измеряемую величину замещают измвестной величиной, воспроизводимой мерой, сохраняя все условия неизменными, например взвешивание c поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов;
- метод совпадений – метод сравнения с мерой, в котором разность между значениями искомой и воспроизводимой мерой величин измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов, например при измерении с использованием штангенциркуляс нониусом наблюдают совпадение меток на шкалах штангенциркуля и нониуса;
Поскольку погрешность определяется не только метрологическими характеристиками средств измерений, но и погрешностью отбора и приготовления проб, условиями проведения измерений, ошибкой оператора и другими причинами, это определение означает, что методики выполнения измерений могут разрабатываться и быть аттестованными только применительно к конкретным условиям проведения измерения с использованием конкретных средств.

Данное утверждение не означает, что для каждой измерительной или испытательной лаборатории должны разрабатываться собственные методики. Но если лаборатория использует тип средства измерения, приведенный в аттестованной методике, влияющие факторы (температура и влажность окружающего воздуха и измеряемой среды, напряжение и частота электрической сети, вибрация, внешнее магнитное поле и др.) находятся в определенном данной методикой диапазоне, а оператор соответствует установленной в ней квалификации, то физические величины будут измеряться в этой лаборатории с известной погрешностью.

ПТ является наиболее важным показателем, характеризующим эффективность общественного производства. 1) количество времени на изготовление единицы продукции; 2) количество продукции в единицу времени (выработка). на практике для измерения эффективности труда используются показатели, отражающие количество продукции в единицу времени. Производительность общественного труда отражает затраты живого и овеществленного труда, определяется делением национального дохода на численность работников, занятых во всех отраслях материального производства., а производительность локальная и индивидуальная – только затраты живого труда на единицу продукции, определяется делением количества продукции, созданной в отрасли, на предприятии и др. структурах на численность работников, участвовавших в создании этой продукции. при росте ПТ изменяется соотношение между живым и овеществленным трудом, а именно доля первого увеличивается, а второго – уменьшается, но таким образом, что суммарные затраты труда, заключающиеся в единице продукции, снижаются, самая высокая ПТ в Норвегии, высокий уровень ПТ в странах: Франции, Бельгии, Голландии, США.

Методы количественной оценки ПТ

Существуют следующие основные методы измерения ПТ:

– натуральный;– условно-натуральный;– стоимостной;– трудовой.

При натуральном методе ПТ определяется делением произведенной продукции в натуральных единицах на численность работников. ограниченное применение, так как редкое предприятие выпускает однородную продукцию.При условно-натуральном методе ПТ определяется делением количества условных учетных единиц продукции на численность работников. Как правило, один вид продукции приравнивается к другому по относительной трудоемкости. При стоимостном методе ПТ определяется делением объема продукции в стоимостном выражении на численность работников. наиболее универсальным. при трудовом методе предполагает использование показателя трудоемкости в качестве измерителя продукции. Объем продукции определяется в трудовом измерении в нормо-часах путем умножения объема продукции в натуральном выражении на норму времени на изготовление единицы продукции. на отдельных рабочих местах, в бригадах, на участках, в ценах. не имеет широкого распространения.

Измерение ПТ на транспорте преимущественно используется за исключением за исключением морского транспорта, условно-натуральным методом. При этом коэффициенты приведения тонно-километров по пассажирообороту разные. Так, на железнодорожном транспорте этот коэффициент составляет 2, на автомобильном транспорте – 6, а на воздушном транспорте – 12.

На железнодорожном транспорте ПТ измеряется для работников сети, ЖД: ПТжд=(тарифные ткм +2*пассажирооборот)/ среднесписочная численность работников, занятых на перевозках= приведенные ткм / среднесписочная численность работников.

Для работников отделений ЖД ПТ измеряется:

ПТотд=(эксплуатационные ткм +2*пассажирооборот)/ среднесписочная численность работников, занятых на перевозках= приведенные ткм / среднесписочная численность работников.

условно-натуральный метод измерения ПТ на ЖДТ не дает объективной оценки эффективности живого труда на ЖДах. он не учитывает ряд операций, связанных с перевозками, в результате ПТ выше у ЖД с преимущественным транзитным характером работы и ниже– со значительным удельным весом местной работы.

Производительность труда в структурных подразделениях определяется делением величины показателя, характеризующего основной вид его работы на среднесписочную величину численности работников. для сортировочной станции таким показателем является число отправленных и принятых вагонов, для грузовой – число погруженных и выгруженных тонн груза, для пассажирской – число отправленных пассажиров. В локомотивных депо ПТ рассчитывается по эксплуатационной деятельности, по ремонтной деятельности и в целом по депо. Производительность труда работников вагонного депо рассчитывается делением количества приведенных вагонов, проследовавших через пункты технического осмотра, на списочную численность работников эксплуатационного контингента. Производительность труда работников пассажирских вагонных депо измеряется в вагоно-километрах на всем пути следования, приходящихся на 1 работника эксплуатационного контингента. Производительность труда в дистанциях сигнализации и связи определяется как отношение объема работ, выраженного через трудоемкость технического обслуживания различных устройств автоматики, сигнализации и связи в технических единицах, к численности работников, занятых на эксплуатации.

Факторы, влияющие на ПТ На ПТ влияет множество факторов.

1) Повышение технического уровня производства– внедрение новой техники; – внедрение новых технологий; – модернизация технических средств; –автоматизация технологических процессов

2) Улучшение управления:– планирования;– организации производства, труда;– стимулирования труда – улучшение условий труда;

3) Изменение объема и структурыпродукции: – относительное уменьшение численности в связи с ростом объема продукции;

4) природно-климатические условия влияют на план, профиль пути, температуру наружного воздуха, техническую оснащенность железной дороги, но измерить объективно эти факторы довольно трудно.

Оценка факторов, влияющих на ПТ 1. Повышение технического уровня производства ПТ=дельта фондовооруженность* дельта фондоотдача. Можно определить через трудоемкость: ПТ= (сокращение трудоемкости в связи с внедрением новой техники*100%)/( трудоемкость до внедрения новой техники - сокращение трудоемкости в связи с внедрением новой техники) 2) Улучшение организации производства, труда ПТ= высвобожденный персонал в связи с совершенствованием организации производства, труда * 100/ общая численность персонала по эксплуатационной деятельности - высвобожденный персонал 3) Изменение объема и структуры продукции ПТ=(изменение объема перевозок * удельный вес условно-постоянной численности персонала * 100)/((1+ удельный вес зависящего от объема перевозок численности персонала)* объем перевозок ДО) 4). Природно-климатические факторы сложно.

Резервы повышения производительности ЖДТ наиболее значительны именно в работе инфраструктуры: это снижение времени простоев под технологическими операциями (сейчас оно занимает до 80% времени), повышение скоростей движения, снижение численности персонала, занятого непосредственно на перевозках, и так далее.

Организация труда на железнодорожном транспорте и ее особенности Система мер, обеспечивающая благоприятные условия труда и рациональное использование рабочего времени.

Она включает:– разделение труда (функциональное, технологическое, квалификационное);– кооперацию труда;– нормирование труда;– организацию рабочих мест;– повышение квалификации персонала;– организацию оплаты труда;– обеспечение техники безопасности;– регулирование режима труда и отдыха;– санитарно-гигиенические меры;– эстетику труда. Организация труда отражает особенности производственного процесса на ЖДТ:непрерывность перевозочного процесса; территориальная разобщенность; большое разнообразие в численности персонала на структурных подразделениях; часть персонала имеет разъездной характер работы; деятельность многих работников протекает под открытым небом; повышенные требования к выполнению документов.

Формы организации труда: – бригадная; – по графикам; – единая смена (на крупных станциях – оперативное руководство).

Структура трудовых ресурсов (ТР) Трудовые ресурсы делятся на 4 категории:– рабочие (65%);– руководители (4%);– специалисты (25,6%); – технические исполнители (5,4%). Структура ТР по видам деятельности: Основная -75%, Промышленность-4,7, Строительство-2,5, Образование и здравоохранение-9,6, Торговля-1,9, Прочие-6,3 Структура ТР по хозяйствам: Локомотивное-21,7, Вагонное-19,2, Пути-15,6, Движения14,5, Грузовой и коммерческой работы, СЦБ, Электрификации

Нормирование труда Исходной величиной для нормирования труда является норма времени. Норма выработки – величина, обратная от нормы времени. Для технического нормирования рабочее время делится на:– продуктивное;– непродуктивноеПродуктивное время в свою очередь распадается на:– подготовительно-заключительное; – основное; – вспомогательное. Сумма основного и вспомогательного образуют оперативное, которое делится на машинное и ручное. К непродуктивному времени относятся:– технические перерывы; –случайной и лишней работы.

Техническое нормирование осуществляется при помощи: – аналитико-исследовательского способа;– аналитико-расчетного способа. Первый способ (аналитико-исследовательский) основывается на изучении процесса труда, который осуществляется путем наблюдения (фотографии) рабочего дня и хронометража. Фотография изучает все продуктивное и непродуктивное время. При хронометраже наблюдение устанавливается только за оперативным временем. При аналитико-расчетном способе норма времени определяется по нормативам. Для большинства работников режим труда и отдыха остался без изменения. установлена месячная норма рабочего времени, в основу которой положен 7-часовой рабочий день при шестидневной рабочей неделе = 165 ч.

Введение (Понятие потенциометрии)
Методы потенциометрии, и их применение в
медицине
Вещества, содержание которых в растворе можно
определить потенциометрическим титрованием
Плюсы и минусы методов ПТ
Заключение

3. Введение

Потенциометрия – (от лат. potentia - сила, мощность и
греч. metreo - измеряю ) — электрохимический метод
исследования и анализа веществ, основанный на
измерении электродвижущих сил (эдс) обратимых
гальванических элементов.
Потенциометрия используется для изучения кинетики и
определения констант устойчивости комплексных
соединений, констант диссоциации слабых кислот и
оснований, а также произведения растворимости
малорастворимых электролитов. Иначе говоря,
зависимость равновесного потенциала электрода
от активности концентраций определяемого иона,
описываемая уравнением Нернста.

Методы потенциометрии, их применение в медицине
широко используется для определения концентрации ионов s-элементов и галогенов в биологических
жидкостях и тканях организма, лежит в основе электрокардиографии, энцефалографии и других клинических
методов, основанных на регистрации биопотенциалов.
Электроэнцефалография
-метод исследования
электрической активности
головного мозга.
Электрокардиография
Электромиография
-метод графической
регистрации разности
потенциалов
электрического поля
сердца,
возникающего
при его деятельности.
-метод изучения
биоэлектрических
процессов,
развивающихся в
мышцах людей и
животных во время
различных
двигательных
реакций.

5. Методом потенциометрии определяют:

1. рН биологических жидкостей и
тканей
2. Концентрацию ионов в биожидкостях
3. Концентрацию ферментов и
субстратов в тканях
4. Концентрацию токсичных ионов в
продуктах питания и биосредах
5. Константу ионизации слабых
электролитов
6. Константу нестойкости
биокомплексов

6. Потенциометр (рН – метр, ионометр)

7. Потенциометрическое титрование

8. Вещества, содержание которых в растворе можно определить потенциометрическим титрованием:

1. Кислоты – метод нейтрализации;
2. Ряд других ионов – метод
комплексообразования
3. Ионы галогенов – метод осаждения;
4. Окислители и восстановители - окислительновосстановительное титрование

Метод нейтрализации
При помощи этого метода
определяют кислоты, основания,
соли, способных
гидролизоваться в водных
растворах, а также их смеси,
азот, серу в органических
соединениях, некоторые
органические соединения
(формальдегид, спирты и др.).
В качестве титрантов в кислотноосновном титровании
применяют в основном растворы
сильных кислот (НСl, Н2SО4) и
сильных оснований (КОН, NaOH).
Метод комплексообразования
Комплексонометрия
(хелатометрия) - метод
титриметрического анализа,
основанный на реакциях
взаимодействия определяемых
ионов металла с органическими
реагентами (комплексонами) с
образованием растворимых,
бесцветных прочных
внутрикомплексных
соединений.
Комплексоны - органические
соединения, производные
аминополикарбоновых кислот,
простейшей из которых
является иминодиуксусная
кислота
CH2COОН H - N CH2COOН

10. Метод осаждения

Метод объединяет титриметрические определения, основанные на
реакциях образования осадков малорастворимых соединений. В
этих целях пригодны только некоторые реакции, удовлетворяющие
определенным условиям. Реакция должна протекать строго по
уравнению и без побочных процессов. Образующийся осадок
должен быть практически нерастворимым и выпадать достаточно
быстро, без образования пересыщенных растворов. К тому же
необходимо иметь возможность определять конечную точку
титрования с помощью индикатора. Наконец, явления адсорбции
(соосаждения) должны быть выражены при титровании настолько
слабо, чтобы результат определения не искажался.
Наименования отдельных методов осаждения происходят от
названий применяемых титрантов. Метод, использующий раствор
нитрата серебра, называют аргентометрией. Этим методом
определяют содержание ионов Сl- и Вr- в нейтральных или
слабощелочных средах.

11. Точка эквивалентности (ТЭ)

момент окончания химической реакции, когда
вещества прореагировали в эквивалентных
количествах.
Определение точки эквивалентности на кривых
титрования:
1. Точка перегиба на интегральной кривой
титрования
2. Максимум на дифференциальной кривой
титрования.

Плюсы метода ПТ:
Возможность проводить
количественные измерения в
окрашенных и мутных растворах,
а также растворах, содержащих
осадок
Возможность количественного
определения концентрации
нескольких совместно
присутствующих компонентов
раствора
Возможность применения для
различных типов реакций
Высокая чувствительность
метода
Присутствующие в растворе
электролиты не мешают
титрованию
Избежание субъективных
визуальных ошибок
Возможность автоматизации
процесса титрования.
Минусы метода ПТ:
Применение довольно сложной
аппаратуры;
Необходимость прибегать к
довольно большому числу
отсчетов по бюретке и на
измерительном приборе;
В некоторых случаях
неустойчивость потенциала
индикаторного электрода или
медленное установление его
предельного значения.

13. Заключение

Потенциометрия – это современный метод исследования
основанных на изменение ЭДС гальванических элементов,
широко применяемый в физиологии, медицине, биохимии и
биологии. Различают два вида потенциометрии : прямая
потенциометрия (обладающая важными достоинствами. В
процессе измерений состав анализируемого раствора не
меняется. При этом, как правило, не требуется предварит.
отделения определяемого вещества. Метод можно легко
автоматизировать, что позволяет использовать его для
непрерывного контроля технологических процессов) и метод
потенциометрического титрования (с его помощью
определяют широкий круг веществ в водных и неводных
средах. В этом методе регистрируют изменение потенциала
индикаторного электрода в процессе титрования исследуемого
раствора стандартным раствором реагента в зависимости от
объема последнего. Потенциометрическое титрование
проводят с использованием различных реакций: кислотноосновного и окислительно-восстановительных взаимодействий,
осаждения и комплексообразования. В методах кислотноосновного титрования в качестве индикаторного можно
использовать любой электрод, обратимый к ионам Н+).

Слайд 1

Слайд 2

Содержание Введение (Понятие потенциометрии) Методы потенциометрии, и их применение в медицине Вещества, содержание которых в растворе можно определить потенциометрическим титрованием Плюсы и минусы методов ПТ Заключение

Слайд 3

Введение Потенциометрия – (от лат. potentia - сила, мощность и греч. metreo - измеряю ) — электрохимический метод исследования и анализа веществ, основанный на измерении электродвижущих сил (эдс) обратимых гальванических элементов. Потенциометрия используется для изучения кинетики и определения констант устойчивости комплексных соединений, констант диссоциации слабых кислот и оснований, а также произведения растворимости малорастворимых электролитов. Иначе говоря, зависимость равновесного потенциала электрода от активности концентраций определяемого иона, описываемая уравнением Нернста.

Слайд 4

Слайд 5

Методом потенциометрии определяют: рН биологических жидкостей и тканей Концентрацию ионов в биожидкостях Концентрацию ферментов и субстратов в тканях Концентрацию токсичных ионов в продуктах питания и биосредах Константу ионизации слабых электролитов Константу нестойкости биокомплексов

Слайд 6

Потенциометр (рН – метр, ионометр) - это прибор для быстрого и точного измерения ЭДС, шкала которого градуирована в мВ или единицах рН.

Слайд 7

Потенциометрическое титрование -Основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений.

Слайд 8

Вещества, содержание которых в растворе можно определить потенциометрическим титрованием: Кислоты – метод нейтрализации; Ряд других ионов – метод комплексообразования Ионы галогенов – метод осаждения; Окислители и восстановители - окислительно-восстановительное титрование

Слайд 9

Слайд 10

Метод осаждения Метод объединяет титриметрические определения, основанные на реакциях образования осадков малорастворимых соединений. В этих целях пригодны только некоторые реакции, удовлетворяющие определенным условиям. Реакция должна протекать строго по уравнению и без побочных процессов. Образующийся осадок должен быть практически нерастворимым и выпадать достаточно быстро, без образования пересыщенных растворов. К тому же необходимо иметь возможность определять конечную точку титрования с помощью индикатора. Наконец, явления адсорбции (соосаждения) должны быть выражены при титровании настолько слабо, чтобы результат определения не искажался. Наименования отдельных методов осаждения происходят от названий применяемых титрантов. Метод, использующий раствор нитрата серебра, называют аргентометрией. Этим методом определяют содержание ионов Сl- и Вr- в нейтральных или слабощелочных средах.

Слайд 11

Точка эквивалентности (ТЭ) момент окончания химической реакции, когда вещества прореагировали в эквивалентных количествах. Определение точки эквивалентности на кривых титрования: Точка перегиба на интегральной кривой титрования Максимум на дифференциальной кривой титрования.

Слайд 12

Слайд 13

Заключение Потенциометрия – это современный метод исследования основанных на изменение ЭДС гальванических элементов, широко применяемый в физиологии, медицине, биохимии и биологии. Различают два вида потенциометрии : прямая потенциометрия (обладающая важными достоинствами. В процессе измерений состав анализируемого раствора не меняется. При этом, как правило, не требуется предварит. отделения определяемого вещества. Метод можно легко автоматизировать, что позволяет использовать его для непрерывного контроля технологических процессов) и метод потенциометрического титрования (с его помощью определяют широкий круг веществ в водных и неводных средах. В этом методе регистрируют изменение потенциала индикаторного электрода в процессе титрования исследуемого раствора стандартным раствором реагента в зависимости от объема последнего. Потенциометрическое титрование проводят с использованием различных реакций: кислотно-основного и окислительно-восстановительных взаимодействий, осаждения и комплексообразования. В методах кислотно-основного титрования в качестве индикаторного можно использовать любой электрод, обратимый к ионам Н+).

Слайд 14

Измерение — совокупность операций по применению системы измерений для получения значения измеряемой физической величины.

Измерения могут быть классифицированы по метрологическому назначению на три категории:

Ненормированные – измерения при ненормированных метрологических характеристиках.

Технические – измерения при помощи рабочих средств измерений.

Метрологические – измерения при помощи эталонов и образцовых средств измерений.

Ненормированные измерения наиболее простые. В них не нормируются точность и достоверность результата. Поэтому область их применения ограничена. Они не могут быть применены в области, на которую распространяется требование единства измерений. Каждый из нас выполнял ненормированные измерения длины, массы, времени, температуры не задумываясь о точности и достоверности результата. Как правило, результаты ненормированных измерений применяются индивидуально, т.е. используются субъектом в собственных целях.

Технические измерения удовлетворяют требованиям единства измерений, т.е. результат бывает получен с известной погрешностью и вероятностью, записывается в установленных единицах физических величин, с определённым количеством значащих цифр. Выполняются при помощи средств измерений с назначенным классом точности, прошедших поверку или калибровку в метрологической службе. В зависимости от того, предназначены измерения для внутрипроизводственных целей или их результаты будут доступны для всеобщего применения, необходимо выполнение калибровки или поверки средств измерений. Средство измерений, прошедшее калибровку или поверку, называют рабочим средством измерений. Примером технических измерений является большинство производственных измерений, измерение квартирными счётчиками потреблённой электроэнергии, измерения при взвешивании в торговых центрах, финансовые измерения в банковских терминалах. Средство измерений, применяемое для калибровки других средств измерений, называют образцовым средством измерений. Образцовое средство измерений имеет повышенный класс точности и хранится отдельно, для технических измерений не применяется.

Метрологические измерения не просто удовлетворяют требованиям единства измерений, а являются одним из средств обеспечения единства измерений. Выполняются с целью воспроизведения единиц физических величин для передачи их размера образцовым и рабочим средствам измерений. Метрологические измерения выполняет метрологическая служба в стандартных условиях, сертифицированным персоналом.

Можно выделить следующие виды измерений.

1) По характеру зависимости измеряемой величины от времени методы измерений подразделяются на:
- статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени;
- динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.
2) По способу получения результатов измерений (виду уравнений измерений) методы измерений разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

При прямом измерении искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (например, измерение диаметра штангенциркулем).

При косвенном измерении искомое значение величины определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Совместными называют измерения двух или нескольких не одноимённых величин, производимые одновременно с целью нахождения функциональной зависимости между величинами (например, зависимости длины тела от температуры).

Совокупные – это такие измерения, в которых значения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин (при различных сочетаниях мер или этих величин) путем решения системы уравнений.

3) По условиям, определяющим точность результата измерения, методы делятся на три класса.

Измерении максимально возможной точности (например, эталонные измерения), достижимой при существующем уровне техники.

Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторое заданное значение.

Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерения.

4) По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерения.

Абсолютное измерение основано на прямых измерениях величины и (или) использования значений физических констант.

При относительных измерениях величину сравнивают с одноименной, играющей роль единицы или принятой за исходную (например, измерение диаметра вращающейся детали по числу оборотов соприкасающегося с ней аттестованного ролика).

5) В зависимости от совокупности измеряемых параметров изделия различают поэлементный и комплексный методы измерения.

Поэлементный метод характеризуется измерением каждого параметра изделия в отдельности (например, эксцентриситета, овальности, огранки цилиндрического вала).

Комплексный метод характеризуется измерением суммарного показателя качества (а не физической величины), на который оказывают влияние отдельные его составляющие (например, измерение радиального биения цилиндрической детали, на которое влияют эксцентриситет, овальность и др.).

2. Методы измерений

Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Можно выделить следующие методы измерений.

По способу получения значения измеряемых величин различают два основных метода измерений.

Метод непосредственной оценки – метод измерения, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Метод сравнения с мерой – метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Разновидности метода сравнения:
- метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения;
- дифференциальный метод, при котором измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой;
- нулевой метод, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля (например, измерение электрического сопротивления по схеме моста с полным его уравновешиванием);
- метод совпадений, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов (например, считывание размера по основной и нониусной шкалам штангенциркуля).
При измерении линейных величин независимо от рассмотренных методов различают контактный и бесконтактный методы измерений.

В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения, различают:
- инструментальный метод;
- экспертный метод, который основан на использовании данных нескольких специалистов (например, в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине);
- эвристические методы, которые основаны на интуиции. Широко используется способ попарного сопоставления, когда измеряемые величины сравниваются между собой попарно, а затем производится ранжирование на основании результатов этого сравнения;
- органолептические методы оценки, которые основаны на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха, вкуса). Например, оценка шероховатости поверхности по образцу зрительно или на ощупь.
3. Понятие о точности измерений

Точность результата измерения – характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности его результата.

Эти погрешности являются следствием многих причин: несовершенства средств измерений, метода измерений, опыта оператора; недостаточной тщательности проведения измерения; воздействия внешних условий и т.д. Для оценки степени приближения результатов измерения к истинному значению измеряемой величины используются методы теории вероятности и математической статистики, что позволяет с определенной достоверностью оценить границы погрешностей, за пределы которых они не выходят. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбрать средства и методы измерения, обеспечивающие измерение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с требуемой степенью доверия к результатам измерений (достоверностью).

Класс точности – обобщённая метрологическая характеристика средства измерения.

Класс точности определяется и обозначается по-разному. Наибольшее распространение получили три варианта, каждый представляет собой выраженное в процентах значение относительной погрешности:

– относительно измеренного значения (относительная погрешность),

– относительно максимального значения шкалы (приведённая погрешность),

– относительно участка шкалы (приведённая к участку шкалы погрешность).

Рассмотрим эти три варианта.

Вариант 1. Относительная погрешность.

Чтобы по классу точности определить значение абсолютной погрешности, результат измерения умножают на класс точности и делят на сто, чтобы избавиться от процентов. Например, вольтметром класса точности 0,1 получено значение 10,000 В.

Абсолютная погрешность составит: (10,000 В ∙ 0,1 %) / 100 % = 0,010 В. Запись результата: (10,000 ± 0,010) В, с вероятностью 95 % (эта вероятность по умолчанию назначается для технических измерений, исходя из этой вероятности определяется и класс точности). При нормировании по относительной погрешности, значение класса точности заключают в кружок. Как правило, обозначение класса точности размещают в правом нижнем углу на шкале средства измерений.

Вариант 2. Приведённая погрешность.

Чтобы по классу точности определить значение абсолютной погрешности, максимальное значение шкалы умножают на класс точности и делят на сто, чтобы избавиться от процентов. Например, вольтметром класса точности 0,1 получено значение 10,000 В. Максимальное значение шкалы составляет 20,000 В.

Абсолютная погрешность составит: (20,000 В ∙ 0,1 %) / 100 % = 0,020 В. Запись результата: (10,000 ± 0,020) В, с вероятностью 95 %. При нормировании по приведённой погрешности, значение класса точности не сопровождают никакими знаками.

Вариант 3. Приведённая к участку шкалы погрешность.

Чтобы по классу точности определить значение абсолютной погрешности, размер участка шкалы умножают на класс точности и делят на сто, чтобы избавиться от процентов. Рассмотрим два примера, для случая, когда вся шкала поделена на два участка.

Пример 1. Участок шкалы от 0,000 В до 12,000 В, отмечен галочкой. Вольтметром класса точности 0,1 получено значение 10,000 В.

Абсолютная погрешность составит: (12,000 В ∙ 0,1 %) / 100 % = 0,012 В. Запись результата: (10,000 ± 0,012) В, с вероятностью 95 %.

Пример 2. Участок шкалы от 12,000 В до 20,000 В, также отмечен галочкой. Вольтметром класса точности 0,1 получено значение 15,000 В.

Абсолютная погрешность составит: (8,000 В ∙ 0,1 %) / 100 % = 0,008 В. Запись результата: (15,000 ± 0,008) В, с вероятностью 95 %. При нормировании по приведённой к участку шкалы погрешности, значение класса точности помещают над галочкой. Участки шкалы, относительно которых нормируется погрешность, обозначают галочками.

Варианты классов точности обусловлены отличием конструктивных, системных и схемотехнических решений средств измерений.

Корректная запись результатов

Запись результатов измерений производится по следующим правилам.

1) Погрешность указывается двумя значащими цифрами, если первая равна 1 или 2. Погрешность указывается одной значащей цифрой, если первая равна 3 или более. Все остальные цифры должны быть не значащими.

Значащей цифрой называется любая цифра числа, записанного в виде десятичной дроби, начиная слева с первой отличной от нуля цифры, независимо от того, где она находится – до запятой или после запятой.

2) Результат измерения округляется в соответствии с его погрешностью, т.е. записывается с той же точностью, что и погрешность.

Рассмотрим пример. Результат измерения: 10,645701, погрешность 0,012908.

1) Рассматриваем погрешность. Первая значащая цифра 1, поэтому оставляем две значащие цифры, округляя, записываем: 0,013.

2) Рассматриваем результат измерения. Погрешность записана с точностью до третьего знака после запятой, поэтому в результате также оставим три знака. Округляя, записываем: 10,646.

Корректная запись: 10,646 ± 0,013.

Корректная запись обеспечивает адекватность и сопоставимость результатов различных измерений и является одним из элементов единства измерений. Как правило, отбрасывание избыточных цифр не приводит к дополнительной погрешности, поскольку избыточные цифры обусловлены точностью вычислений, а не точностью измерений.

4. Основы обеспечения единства измерений

Специализация и кооперирование производства в масштабах страны, основанные на принципах взаимозаменяемости, требуют обеспечения и сохранения единства измерений.

Обеспечение единства измерений – деятельность метрологических служб, направленная на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с правилами, требованиями и нормами, установленными государственными стандартами и другими нормативно-техническими документами в области метрологии.

Обеспечение единства измерений является задачей метрологических служб.

Метрологическая служба – совокупность субъектов, деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

Закон определяет, что Государственная метрологическая служба находится в ведении Госстандарта России и включает: государственные научные метрологические центры; органы Государственной метрологической службы регионов страны, а также городов Москва и Санкт-Петербург.

Читайте также: