Основные постулаты метрологии реферат

Обновлено: 05.07.2024

1.Истинное значение определяемой величины существует, и оно постоянно.

2. Истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно. Отсюда следует, что результат измерения у, как правило, математически связан с измеряемой величиной вероятностной зависимостью.

Контроль—частный случай измерения, и он проводится с целью установления соответствия измеряемой величины заданному допуску. Контроль используется также для настройки, регулировки и при установке (замене) отдельных блоков ТС.

Более сложной метрологической операцией является испытание,которое состоит в воспроизведении в заданной последовательности определенных воздействий, измерении реакций объекта на данное воздействие и регистрации этих реакций.

Диагностирование системы — это процесс распознавания состояния элементов этой системы в данный момент времени. По результатам диагностирования можно прогнозировать состояние элементов системы при дальнейшей ее эксплуатации.

Для проведения измерений с целью контроля, диагностирования или испытания ТС осуществляю мероприятия, определяющие проектирование измерений: анализ измерительной задачи с выяснением возможных источников погрешностей; выбор показателей точности измерений; выбор числа измерений, метода и СИ; формулирование исходных данных для расчета погрешности; расчет отдельных составляющих и , общей погрешности; расчет показателей точности и сопоставление их с выбранными показателями.

Виды и методы измерений

Классификация видов измерений приведена на рис. 5. Виды измерений определяются физическим характером измеряемой величины, требуемой точностью измерения, необходимой скоростью измерения, условиями и режимом измерений и т. д. Из рис. 5 следует, что в метрологии существует множество видов измерений и число их постоянно увеличивается. Можно, например, выделить виды измерений в зависимости от их цели: контрольные, диагностические и прогностические, лабораторные и технические, эталонные и поверочные, абсолютные и относительные и т. д.

Наиболее часто используются прямые измерения, состоящие в том, что искомое значение величины находят из опытных данных путем экспериментального сравнения. Например, длину измеряют непосредственно линейкой, температуру — термометром, силу — динамометром. Уравнение прямого измерения: у = Сх, где С — цена деления СИ.

Если искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, найденными прямыми измерениями, то этот вид измерений называют косвенным. Например, объем параллелепипеда находят путем умножения трех линейных величин (длины, ширины и высоты); электрическое сопротивление — путем деления падения напряжения на величину силы электрического тока. Уравнение косвенного измерения у = f(x,x₂. x_n), где х — i-и результат прямого измерения.

Совокупные измерения осуществляются путем одновременного . измерения нескольких одноименных величин, при которых искомое значение находят решением системы уравнений, получаемых в результате прямых измерений различных сочетаний этих величин. При определении взаимоиндуктивности катушки М, например, используют два метода: сложения и вычитания полей. Если индуктивность одной из них L₁ а другой — L₂, то находят

Совместныминазывают производимые одновременно (прямые и косвенные) измерения двух или нескольких неодноименныхвеличин. Целью этих измерений, по существу, является нахождение функциональной связи между величинами. Например, измерение сопротивления R, проводника при фиксированной температуре t по формуле

где R₀ и а — сопротивление при известной температуре t_о (обычно 20 °С) и температурный коэффициент — величины постоянные, измеренные косвенным методом; Δf = t-t_o — разность температур; t — заданное значение температуры, измеряемое прямым методом.

Приведенные виды измерений включают различные методы, т. е. способы решения измерительной задачи с теоретическим обоснованием и разработкой использования СИ по принятой МВИ. Методика — это технология выполнения измерений с целью наилучшей реализации метода.

Прямые измерения — основа более сложных измерений, и поэтому целесообразно рассмотреть методы прямых измерений. В соответствии с РМГ 29—99 различают:

1. Метод непосредственной оценки,при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора, например измерение давления пружинным манометром, массы — на весах, силы электрического тока — амперметром.

2. Метод сравнения с мерой,где измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирей; измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравнением с ЭДС параллельного элемента.

3. Метод дополнения,если значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению.

4. Дифференциальный методхарактеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Метод позволяет получить результат высокой точности при использовании относительно грубых средств измерения.

Пример1 (рис.6)Измерить длину х стержня, если известна длина /(/

Извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Развитие системы мер, денежных единиц и счета в исторической перспективе. Условия, определяющие точность результата измерения. Погрешность измерения.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	12.11.2014
Размер файла	26,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Основная часть

Метрология. Определения и понятия

Трудно представить работу современных предприятий, изготовляющих высокотехнологичную продукцию, без наличия средств измерения, без усвоения основных метрологических понятий и умения правильно применять соответствующий измерительный инструмент и приборы.

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого -- метрологические стандарты.

Также, метрология изучает развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспективе.

Существуют три аксиомы метрологии:

1) Любое измерение есть сравнение,

2) Любое измерение без априорной информации невозможно,

3) Результат любого измерения без округления значения является случайной величиной.

В зависимости от решаемых задач различают три раздела метрологии: теоретический, законодательный и прикладной.

Теоретическая метрология - раздел метрологии, изучающий общие теоретические проблемы измерений;

Законодательная метрология - это один из разделов метрологии, совмещающий комплексы общепринятых правил, норм, требований и других вопросов, требующих контроля и регламентации со стороны государства. Изучение этих аспектов направлено на метрологическое обеспечение единства измерений и однообразия средств измерений;

Прикладная метрология - раздел метрологии, рассматривающий вопросы применения метрологических методов и средств измерений на практике;

В большинстве государств мира мероприятия по обеспечению единства и необходимой точности измерений устанавливаются (закрепляются) законодательное: путем принятия единиц измерений, регулярных проверок технических, образцовых и эталонных средств, испытание новых средств измерения, подготовки кадров и т.п.

РМГ 29-99 трактует физическую величину как одно из свойств физического объекта, в качественном отношении общее для многих физических объектов, а в количественном - индивидуальное для каждого из них.

Объектом измерения является физическая величина, характеризующая одно из свойств физического объекта.

Физические величины - это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью которых они могут быть изучены.

Физическая величина, подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи, называется измеряемой физической величиной или просто измеряемой величиной.

Измеряемые величины - это величины, непосредственно воспринимаемые средствами измерений. Их можно классифицировать с помощью различных признаков, основными из которых являются: природа величины, вид отражаемой стороны эмпирических объектов, метризуемость и изменяемость.

По условиям, определяющим точность результата, измерения делят на три класса:

- измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники;

- контрольно-поверочные измерения, выполняемые с заданной точностью;

- технические измерения, погрешность которых определяется метрологическими характеристиками средств измерений.

Технические измерения определяют класс измерений, выполняемых в производственных и эксплуатационных условиях, когда точность измерения определяется непосредственно средствами измерения.

Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разное время, с использованием различны методов и средств измерении, а также в различных по территориальному расположению местах.

Эталон единицы величины -- техническое средство предназначенное для передачи, хранения и воспроизведения единицы величины.

Единство измерений обеспечивается их свойствами: сходимостью результатов измерений; воспроизводимостью результатов измерений; правильностью результатов измерений.

Сходимость - это близость результатов измерений, полученных одним и тем же методом, идентичными средствами измерений, и близость к нулю случайной погрешности измерений.

Воспроизводимость результатов измерений характеризуется близостью результатов измерений, полученных различными средствами измерений (естественно одной и той же точности) различными методами.

Правильность результатов измерений определяется правильностью как самих методик измерений, так и правильностью их использования в процессе измерений, а также близостью к нулю систематической погрешности измерений.

Точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины, т.е. близость к нулю погрешности измерений.

Процесс решения любой задачи измерения включает в себя, как правило, три этапа: подготовку, проведение измерения (эксперимента) и обработку результатов. В процессе проведения самого измерения объект измерения и средство измерения приводятся во взаимодействие.

Средство измерения - техническое устройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Результат измерения - значение физической величины, найденное путем ее измерения. В процессе измерения на средство измерения, оператора и объект измерения воздействуют различные внешние факторы, именуемые влияющими физическими величинами.

Эти физические величины не измеряются средствами измерения, но оказывают влияние на результаты измерения. Несовершенство изготовления средств измерений, неточность их градуировки, внешние факторы (температура окружающей среды, влажность воздуха, вибрации и др.), субъективные ошибки оператора и многие другие факторы, относящиеся к влияющим физическим величинам, являются неизбежными причинами появления погрешности измерения. измерение информация мера точность

Мерой точности измерения является погрешность измерения.

Погрешность измерения - отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Погрешность средства измерения -- разность между показанием средства измерений и действительным значением измеряемой физической величины.

Случайные погрешности -- это отклонения, которые изменяются случайным образом при повторных измерениях одного и того же параметра. Они возникают главным образом в результате непредвиденных явлений (например, неожиданное изменение температуры окружающей среды, переменные вибрации, падение напряжения в электросети и т. п.).

Отдельные грубые погрешности (случайные), значительно превышающие ожидаемые отклонения, при расчетах не учитываются.

Стабильность средств измерения -- это качество средства измерения, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств. Если, например, микрометр при многократных замерах одного и того же параметра дает существенно отличающиеся между собой результаты, значит он не обладает необходимой стабильностью и подлежит отладке или ремонту.

Погрешность метода измерения -- это совокупность всех погрешностей, влияющих на результат измерения при данном методе.

Точность средства измерений -- характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.

Под истинным значением физической величины понимается значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства измеряемого объекта.

Поскольку истинное значение есть идеальное значение, то в качестве наиболее близкого к нему используют действительное значение. Действительное значение физической величины - это значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что может быть использовано вместо него. На практике в качестве действительного значения принимается среднее арифметическое значение измеряемой величины.

Рассмотрев понятие об измерениях, следует различать и родственные термины: контроль, испытание и диагностирование.

Контроль - частный случай измерения, проводимый с целью установления соответствия измеряемой величины заданным пределам. Контроль качества может быть пассивным или активным. В первом случае результаты измерения не влияют на ход технологического процесса. Они лишь служат для разбраковки или для принятия необходимых решений (рабочим, мастером, технологом). Во втором случае по данным измерения происходит автоматическое воздействие на технологический процесс (например, при достижении требуемого размера шлифовальный круг автоматически отводится от детали).

Испытание - воспроизведение в заданной последовательности определенных воздействий, измерение параметров испытуемого объекта и их регистрация.

Диагностирование - процесс распознавания состояния элементов объекта в данный момент времени. По результатам измерений, выполняемых для параметров, изменяющихся в процессе эксплуатации, можно прогнозировать состояние объекта для дальнейшей эксплуатации.

Очень важна роль в измерениях также отводится: проверке, методам измерений и отсчету.

Поверка -- совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерения метрологическим требованиям.

Метод измерений - прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения.

Отсчет -- это число, определяемое по отсчетному устройству прибора (например, по делениям индикатора). Значение, полученное в процессе измерения, называется результатом измерения. (В ряде случаев в качестве результата измерения принимают среднее арифметическое число нескольких измерений, что уменьшает вероятность ошибок).

При выборе измерительных средств прежде всего учитываются их метрологические показатели. Приведем некоторые из них.

Деление шкалы -- это расстояние между двумя соседними штрихами шкалы (чем оно больше, тем легче вести наблюдение).

Цена деления шкалы -- значение измеряемой величины, соответствующее одному ее делению (например, на линейке 1 мм, на индикаторе 0,01 мм).

Чувствительность прибора определяется как отношение интервала деления шкалы к цене деления. Например, если цена деления 0,01 мм, а интервал равен 1 мм, чувствительность прибора 1 : 1/100=100.

Пределы измерения прибора -- наибольшая и наименьшая величины, которые могут быть измерены прибором.

Производством приборов и инструментов для различных метрологических измерений занимаются специальные организации, которые должны быть аккредитованы и иметь лицензию на осуществление данного вида деятельности.

Лицензия -- это разрешение, выдаваемое органам государственной метрологической службы на закрепленной за ним территории физическому или юридическому лицу на осуществление ему деятельности по производству и ремонту средств измерения.

В наши дни, метрология все больше интегрируется в жизнь современного индустриального общества, - все виды промышленности, сельское хозяйство, строительство и многие другие области производящие качественную и высокотехнологическую продукцию, не могут обойтись без точных приборов и инструментов измерения, без инновационных методик измерения и новых международных стандартов, позволяющих подымать качество выпускаемой продукции на принципиально новый уровень. Использование современных приборов и методов измерении позволяют значительно улучшить эффективность производства и его экономические показатели.

Список использованных источников

Основные постулаты метрологии: истинное значение определенной величины существует и оно постоянно; истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно. Отсюда следует, что результат измерения математически связан с измеряемой величиной вероятностной зависимостью.
Поскольку истинное значение есть идеальное значение, то в качестве наиболее близкого к нему используют действительное значение. Действительное значение физической величины — это значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что может быть использовано вместо него. На практике в качестве действительного значения принимается среднее арифметическое значение измеряемой величины.
Рассмотрев понятие об измерениях, следует различать и родственные термины: контроль, испытание и диагностирование.
Контроль — частный случай измерения, проводимый с целью установления соответствия измеряемой величины заданным пределам.
Испытание — воспроизведение в заданной последовательности определенных воздействий, измерение параметров испытуемого объекта и их регистрация.
Диагностирование — процесс распознавания состояния элементов объекта в данный момент времени. По результатам измерений, выполняемых для параметров, изменяющихся в процессе эксплуатации, можно прогнозировать состояние объекта для дальнейшей эксплуатации.
Метод измерений — прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения.

2.2. Классификация измерений.

По способу получения измерения:
• Прямые – когда физическая величина непосредственно связывается с ее мерой;
• Косвенные – когда искомое значение измеряемой величины установлено по результатам прямых измерений величин, которые связаны с искомой величиной известной зависимостью;
• Совокупные – когда используются системы уравнений, составляемых по результатам измерения нескольких однородных величин.
• Совместные – производятся с целью установления зависимости между величинами. При этих измерениях определяется сразу несколько показателей.
По характеру изменения измеряемой величины:
• Статические – связаны с определением характеристик случайных процессов => необходимое количество измерений определяется статическими способами.
• Динамические – связаны с такими величинами, которые в процессе измерений меняются (t окружающей среды).
Измерения могут меняться по количеству информации:
• Однократные;
• Многократные (> 3);
По отношению к основным единицам измерения:
• Абсолютные — (используют прямое измерение одной основной величины и физической константы).
• Относительные – базируются на установлении отношения измеряемой величины, применяемой в качестве единицы. Такая измеряемая величина зависит от используемой единицы измерения
По условиям, определяющим точность результата, измерения делят на три класса:
• измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники;

Метрология, как и любая другая наука, строится на ряде основополагающих постулатов, описывающих ее основные аксиомы. В настоящее время можно говорить о построении теоретического фундамента метрологии на основе нескольких общих свойств для всего многообразия любых физических объектов в виде формулировки следующих постулатов:

1) постулат α. В рамках принятой модели объекта исследования существует определенная измеряемая физическая величина и ее истинное значение;

2) постулат β. Истинное значение измеряемой величины постоянно;

3) постулатγ.Существует несоответствие измеряемой величины исследуемому свойству объекта.

При проведении измерений физически определяется расстояние между двумя точками, находящимися между фиксированными элементами измерительного инструмента. Каждому варианту стыковки измеряемой детали и измерительного инструмента будет соответствовать конкретный результат измерения. Исходя из этого, можно утверждать, что измеряемая величина существует лишь в рамках принятой модели, то есть имеет смысл только до тех пор, пока модель признается адекватной объекту.

Конкретная процедура выполнения измерений рассматривается как последовательность сложных и разнородных действий, состоящих из ряда этапов, которые могут существенно различаться по числу, виду и трудоемкости выполняемых операций. В каждом конкретном случае соотношение и значимость каждого из этапов могут заметно меняться, но четкое выделение этапов и осознанное выполнение необходимого и достаточного числа выполняемых действий измерения приводит к оптимизации процесса реализации измерений и устранению соответствующих методических ошибок. К числу основных этапов относятся следующие:

¨ постановка измерительной задачи;

¨ проведение измерительного эксперимента;

¨ обработка экспериментальных данных.

Содержание этих основных этапов приведено в табл.4.

Содержание этапов измерений (упрощенно)

Качество подготовки измерения всегда зависит от того, в какой степени была получена и использована необходимая априорная информация. Ошибки, допущенные при подготовке измерений, с трудом обнаруживаются и корректируются на последующих этапах.

Читайте также: