Метрология
Вопрос 1:Определение и классификация измерений.
1 Измерение - это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Найденное значение называют результатом измерения.
Измерение предполагает сравнение исследуемой физической величины с однородной физической величиной , значение которой принято за единицу. Результат сравнения выражается числом.
Прямым называют измерение, при котором искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Косвенное измерение характеризуется тем, что искомое значение физической величины находят по известной математической зависимости между этой величиной и физическими величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Если физическая величина Z, значение которой нужно измерить, представляет собой функцию
где XI, Х2, . Хq - физические величины, подвергаемые прямым измерениям, и В1, В2 . Вq - результаты прямых измерений
Совместными называют выполняемые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных физических величин и установления зависимости между ними.
2 Средство измерения - это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики. Средства измерения можно классифицировать по двум основным признакам: назначению и метрологическим функциям. В зависимости от назначения различают:
-меру - средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины данного значения (например, кварцевый генератор - мера частоты гармонического электрического сигнала);
-измерительный прибор-средство измерения, вырабатывающее сигнал измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
В состав измерительного прибора обычно входят мера, устройство сравнении, один или несколько преобразовательных элементов. Последнее название относят к элементу средств измерений, в котором происходит одно из ряда последовательных преобразований величин. Совокупность преобразовательных элементов средств измерений, осуществляющую все преобразования сигнала измерительной информации, называют измерительной цепью средства измерения. Измерительный преобразователь -средство измерений, вырабатывающее сигнал измерительной информации в форме, не поддающейся непосредственному восприятию
- нулевой метод, характеризуемый тем, что результирующий эффект сравнения доводят до нуля соответствующим изменением значения величины, воспроизводимой мерой;
- метод замещения, заключающийся в том, что измеряемую физическую величину замещают воспроизводимой мерой величиной известного значения, которое равно значению замещенной вели-чини;
- метод совпадений, отличающийся тем, что равенство значений измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, фиксируют по совпадению отметок шкалы или периодических сигналов. Вопрос 3:Система обозначенй и основные метрологические характеристики измерительных приборов.
3 Приборы для измер силы тока А, напряжения В, пар-ров
компонентов и цепей с сосредоточенными постоянными Е
мощн-ти М
пар-ров эл-тов и трактов с распреде-
лёнными постоянными Р
частоты и врем. Ч
Фазового сдвига и групп-го врем запаздывания Ф
Приборы для наблюдения, измер и исслед-ния хар-к радиоустр. Х
формы сигнала и спектра С
Приборы для имп-х измер-й И
Приборы для измер напрях-ти
Поля и радиопомех П
Усилители измерительные У
Генераторы измерительные Г
Атт,приборы для измер ослабл-й Д
Комплексные измерит установки К
Приборы для измер пар-ров лектронных ламп, полупроводниковых приборов Л
Приборы для измер электрич и Магнитных св-в материалов Ш
Блоки радиоизмер-х приборов Я
Измер устр-ва коаксиальных и волновых трактов Э
Ист пит для измер-й и радиоизмерит-х приборов Б
Приборы каждой подгруппы классифицируются по признакам основной выполняемой функции на виды, которым присваиваются буквенно-цифровые обозначения, состоящие из обозначения подгруппы и номера вида (например, вольтметры постоянного тока -В2, вольтметры переменного тока - ВЗ), Внутри каждого вида приборы подразделяются по совокупности разработок на типы, которым присваивается порядковый номер модели. Для модернизированных приборов в конце обозначения ставятся в алфавитном порядке буквы, соответствующие очередной модернизации. Рассмотрим основные характеристики средств измерений (СИ).
Назначение СИ - качественная характеристика, показывающая, для измерения каких величин оно предназначено. Эта характеристика является основным признаком при классификации приборов на группы, подгруппы и вида.
Диапазон измерений - пределы измерений, наибольшее и наименьшее значение измеряемых величин.
Погрешность СИ - количественная характеристика, позволя-ющая оценить СИ. Погрешность измерения может быть представлена в Форме:
абсолютной Dn = Аn - А0 , относительной бn = Dn/An , приведенной погрешности уn = Dn/L, где Аn - показания прибора; A0 - истинное значение; L - некоторое нормирующее значение, выраженное в тех же единицах. Приведенная погрешность yn позволяет в отличие от Dn и бn выявить потенциальные возможности СИ в плане минимизации инструментальной погрешности измерения. Обобщенной характеристикой погрешности СИ является класс точности определяемый пределами допускаемых основной и дополнительн погрешностей СИ. Класс точности прибора характеризует его свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, проводимых с помощью этого прибора.
Чувствительность СИ - есть отношение изменения сигнала I на выходе прибора (Dа ) к вызвавшему его изменению измеряемой величины (DХ )
Величина, обратная чувствительности С=1/S называется постоянной прибора или ценой деления его шкалы. Вопрос 4: Определение погрешности измерений. Формы представления и классификация погрешностей.
Погрешности измерений
При любом измерении неизбежны обусловленные разнообразными причинами отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины. Истинные значения физических величин - это значения, идеальным образом отражающие свойства данного объекта. Они не зависят от применяемых средств измерений и являются объективной характеристикой объекта. Результаты измерения представляют собой приближенные оценки значений величин, найденные путем измерения. Они зависят не только от величин, но и от метода измерения, от средств измерения, от свойств органов чувств оператора. Погрешность измерения - отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Различают абсолютную и относительную погрешности измерения.
Абсолютная погрешность измерения равна разности между результатом измерения А и истинным значением измеряемой величины X:
 (1.10)
Относительная погрешность измерения б представляет собой отношение (в процентах) абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины
 (1.11)
Для определения погрешностей по формулам (1.10) и (1.11) необходимо знать истинное значение измеряемой величины X. Поскольку истинное значение измеряемой величины неизвестно, для получения приближенных сведений о погрешностях приходится в формулы (1.10) и (1.11) подставлять, так называемое, действительное значение. Под действительным значением измеряемой величины понимают ее значение, найденное опытным путем и настолько приближающееся к истинному, что для данной цели оно может быть использовано вместо него.
Абсолютная погрешность измерения выражается в тех же единицах, что и измеряемая величина; относительная погрешность безразмерна. К причинам возникновения погрешностей относят несовершенство методов измерений, технических средств, применяемых при измерениях, и органов чувств оператора. В отдельную группу объединяются причины погрешностей. связанные о внешними условиями проведения измерений. Температура окружающей среды, влажность и другие внешние факторы влияют на измеряемые величины, а также на работу измерительных приборов и свойства оператора.
|