казахский национальный университет имени аль

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АЛЬ-ФАРАБИ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ТЕПЛОФИЗИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ
КРАТКИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине
«Метрология и физико-технические измерения»
специальности: 5В072300 – Техническая физика
форма обучения - дневная,
количество кредитов - 3,
курс - 2,
семестр – 4,
лекций - 15 часов,
лабораторных занятий - 30 часов,
всего аудиторных часов – 65 часов,
СРСП - 20 часов,
СРС – 30 часов,
Общая трудоемкость 95 часов,
количество РК - 2.
Лекции подготовлены Жавриным Ю.И. профессором кафедры теплофизики и
технической физики, доктором физико-математических наук на основании
квалификационной характеристики, учебного плана специальности 5В072300 –
Техническая физика
Алматы, 2015
2
Лекции 1,2
Предмет и задачи метрологии. Основные представления метрологии
Физические величины. Их свойства. Классификация физических величин. Понятие об измерении.
Шкалы измерений.
Метрология – наука об измерениях, методах средствах обеспечения их единства и способа
достижения требуемой точности. Слово «метрология» образовано от слов «метрон» - мера и
«логос» - учение. Метрология делится на три самостоятельных, но связанных раздела:
«Теоретическая метрология», «Прикладная метрология» и «Законодательная метрология».
Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах
объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью. Средства метрологии – это
совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их
рациональное использование. Основное понятие метрологии – измерение. Измерение – это
нахождение значения физической величины (ФВ) опытным путем с помощью специальных
технических средств, в принятых единицах измерения. Величина – это свойство чего-либо, которое
может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и
количественно. Научный аспект измерений состоит в том, что с их помощью в науке
осуществляется связь теории и практики. Без измерений невозможно развитие науки. Технический
аспект измерений – это получение количественной информации об объекте, обеспечение
высокого качества изделий и эффективного управления объектом.
Основными задачами метрологии являются:
 Установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых
средств измерений;
 Разработка теории, методов и средств измерений и контроля;
 Обеспечение единства измерений;
 Разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерений и контроля;
 Разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств
измерений рабочим средствам измерений.
Измерения являются одним из самых древних занятий в деятельности людей, которые
служили инструментом познания объектов и явлений окружающего мира. На первоначальном
этапе это было связано со счетом однородных объектов, например, голов скота, числа воинов,
изготовленных сосудов и т.д. Древние вавилоняне установили год, месяц, час. По мере развития
общества появляется необходимость в количественной оценке расстояний, веса, размеров,
объемов и т.д. На определенном этапе развития измерения стали причиной возникновения
метрологии. Однако использование различными странами для измерений одних и тех же величин
множества мер затрудняло сотрудничество между государствами в торговле, науке. Цель унифицировать единицы ФВ, сделать их независимыми от всякого рода случайностей возникла во
Франции. Первой такой величиной явилась длина, названная метром. На ее основе строилась вся
система, получившая название метрической.
В России много для развития метрологии сделал Д.И. Менделеев, который в течение
нескольких лет возглавлял Главную палату мер и весов. Метрическая система в России была
введена в 1918 году декретом Совета народных комиссаров РСФСР. Дальнейшее развитие
метрологии в СССР, связано с созданием системы и органов служб стандартизации. Продолжая
лучшие традиции советского периода, на современном этапе метрологическая служба Республики
Казахстан выходит на международный уровень, используя в своей деятельности лучший
зарубежный опыт.
Вся современная физика может быть построена на семи основных величинах, которые
характеризуют фундаментальные свойства материального мира. К ним относятся: длина, масса,
время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества и сила
света. Для удобства введены дополнительно величины – плоского и телесного угла.
Анализ величин позволяет разделить их на два вида: реальные и идеальные. Идеальные
величины главным образом относятся к математике и являются обобщением или моделью
реальных понятий. Их вычисление производят тем или иным методом.
3
Реальные величины подразделяются на: физические и нефизические. ФВ изучают в
естественных науках (физика, химия, биология и др.), а также в технических науках.
Нефизические величины изучаются в общественных науках – философии, социологии, экономике
и т.д. ФВ могут быть разделены на: измеряемые (выражены количественно в виде определенного
числа установленных единиц измерения) и оцениваемые (данной величине приписывается
определенное число по установленным правилам). Оценивание величины осуществляется с
использованием шкал. Шкала величины – это упорядоченная последовательность ее значений,
принятая по соглашению на основании результатов точных измерений. Нефизические величины
могут быть только оценены.
Вообще говоря, классификацию ФВ можно продолжить, например, поделив их на: истинные,
идеальным образом отражающие в качественном и количественном отношении соответствующие
свойства объекта, и действительные, найденные экспериментальным путем, и настолько
приближенные к истине, что могут быть приняты вместо нее. По видам явлений на группы:
вещественные (описывают свойства веществ и материалов и т.д.), энергетические (описывают
энергетические характеристики процессов и т.д.), характеризующие протекание процессов во
времени. По принадлежности к различным группам физических процессов ФВ делятся на:
пространственно-временные, механические, тепловые электрические магнитные и т.д. По
наличию размерности ФВ делятся на размерные и безразмерные
Таким образом, физические объекты обладают неограниченным числом свойств, которые
проявляются с бесконечным разнообразием, а размер ФВ есть количественное содержание в
данном объекте свойства, соответствующего понятию ФВ.
При необходимости проведения измерений различных величин, характеризующих свойства
тел, веществ, процессов и т.д. в самом общем виде прибегают к условным знакам, которые
образуют шкалы измерений этих свойств. Выше уже было дано понятие шкалы величины.
Аналогичное определение относится и к шкале ФВ. Отметим, что отсчетные устройства
современных средств измерения конструктивно могут быть выполнены не только в виде шкалы и
указателя, но и цифрового индикатора или регистрирующего устройства.
Итак, мы установили, что шкала – это система отметок и соответствующих
им
последовательных числовых (или иных характеристик) измеряемой величины. Главные
характеристики шкалы: количество делений на шкале (одно деление – это расстояние между
смежными отметками); длина деления (расстояние от одной осевой до следующей по
воображаемой линии, которая проходит через центры самых маленьких отметок данной шкалы);
цена деления (разность между значениями двух соседних отметок на данной шкале); диапазоны
показаний (область от нижнего - начального до верхнего – конечного значений шкалы) и
измерений (область, в пределах которой установлена нормированная предельно допустимая
погрешность); пределы измерений (минимальное и максимальное значения диапазона измерений).
В измерительных устройствах могут быть реализованы следующие виды шкал: практически
равномерная шкала (цены делений разнятся не больше, чем на 13% и, которая обладает
фиксированной ценой деления); существенно неравномерная шкала. Конструктивно шкалы могут
быть выполнены, как односторонние (ноль расположен в начале); двусторонние (ноль расположен
не в начале); симметричные (ноль расположен в центре).
Обычно различают пять основных типов шкал измерений:
1. Шкала наименований (шкала классификации). Используются для эмпирических объектов
только в отношении эквивалентности, например, атласы цветов для идентификации цвета;
2. Шкала порядка (шкала рангов). Используются для эмпирических объектов в отношении
эквивалентности, количественное проявление которой возрастает или убывает. Например,
условная шкала – это 12 балльная шкала Бофорта для силы морского ветра;
3. Шкала интервалов (шкала разностей). Шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет
единицу измерения и произвольно выбранное начало – нулевую точку. Например, температурные
шкалы Цельсия, Фаренгейта, летоисчислении по различным календарям и т.д.;
4. Шкала отношений. Эти шкалы описывают свойства эмпирических объектов. С формальной
точки зрения шкала отношений является шкалой интервалов с естественным началом отсчета. Они
самые совершенные и описываются уравнением Q = q[Q], где Q – ФВ, для которой строится шкала,
4
[Q] – единица ее измерения, q – численное значение ФВ. Переход от одной шкалы отношений к
другой происходит в соответствии с уравнением q2 = q1[Q1]/[Q2];
5. Абсолютные шкалы. Эти шкалы обладают всеми признаками шкал отношений, но
дополнительно имеющие естественное однозначное определение единицы измерения и не
зависящие от принятой системы единиц измерения. Абсолютные шкалы и шкалы интервалов и
отношений относятся к разряду линейных.
Все измеряемые ФВ можно разделить на две группы: 1. непосредственно измеряемые,
которые могут быть воспроизведены с заданными размерами и сравнимы с подобными, например,
длина, время, масса; 2. преобразуемые с заданной точностью в непосредственно измеряемые
величины, например, температура, плотность.
Литература [1-4,5].
Лекция 3
Теория воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров
Международная система единиц (система СИ). Основные принципы построения систем единиц
физических величин.
Для того чтобы можно было установить для каждого объекта различия в количественном
содержании свойства, отображаемого физической величиной, в метрологии введены понятия ее
размера и значения.
Размер физической величины – это количественное содержание в данном объекте свойства,
соответствующего понятию «физическая величина».
Значение физической величины – это оценка ее размера в виде некоторого числа принятых для
нее единиц.
Единица физической величины – это ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено
числовое значение, равное единице, и которая применяется для количественного выражения
однородных ФВ.
Размерность dim Q – выражение в форме степенного многочлена, отражающее связь данной
величины с основными ФВ. Коэффициент пропорциональности в нем принят равным единице:
dim Q  L M  T  I  ...,
где L,M,T,I – условные обозначения основных величин данной системы; α,β,γ,η – целые или
дробные, положительные или отрицательные вещественные числа. Показатель степени, в
которую возведена размерность основной величины, называют показателем размерности. Если
все показатели размерности равны нулю, то такую величину называют безразмерной.
Над размерностями можно производить действия умножения, деления, возведения в степень и
извлечения корня. Понятие размерности широко используется:
 для перевода единиц из одной системы в другую;
 для проверки правильности сложных расчетных формул, полученных в результате
теоретического вывода;
 при выяснении зависимости между величинами;
 в теории физического подобия.
С помощью уравнений связи между числовыми значениями ФВ формулируется определения
одних величин на языке других, и указываются способы их нахождения. Совокупность ФВ,
образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за
независимые, а другие являются их функциями, называются системой физических величин.
Обосновано, но в общем произвольным образом выбирают несколько ФВ, получивших
название - основные (см. лекцию 1). Остальные величины, называются производными, которые
выражаются через основные на основе известных уравнений связи между ними.
В названии системы ФВ применяют символы величин, принятые за основные. Например,
длина – L, масса – М, время – Т и т.д. Таким образом, система должна обозначаться символами
LMTIQNJ: длины, массы, времени, силы электрического тока, температуры, количества вещества
и силы света, соответственно. Действующая в настоящее время международная система единиц
5
физических величин (СИ,SI) была принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и
весам ГКМВ и уточнена на последующих ГКМВ.
В системе СИ в качестве эталона длины утвержден метр, который равен длине пути,
проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.
Единица массы – килограмм, равен массе международного прототипа килограмма, который
представляет собой цилиндр из сплава платины (90%) и иридия (10%) с размерами диаметра и
высоты около 30 мм.
За единицу времени принята секунда, равная 9192631770 периодам излучения,
соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома
цезия-133.
Единица силы электрического тока – ампер есть сила не изменяющегося тока, который при
прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и
ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на
расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной в 1 м силу
взаимодействия, равную 2·10-7 Н.
Единица термодинамической температуры – кельвин, который равен 1/273,16 части
термодинамической температуры тройной точки воды.
Единица количества вещества – моль есть количество вещества системы, содержащей столько
же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При
применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами,
молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами
частиц. Число частиц в моле любого вещества, называется числом Авогадро, численное значение
которого 6,022·1023 моль-1. Отметим, что 1 моль водорода имеет массу 2 г, 1 моль кислорода -32 г
и 1 моль воды – 18 г.
За единицу силы света принята кандела, которая есть сила света в заданном направлении
источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·1012 Гц, энергетическая
сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
Плоский угол – радиан есть угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между
которыми равна радиусу.
Телесный угол – стерадиан есть телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающей на
поверхности сферы площадь равную площади квадрата со стороной , равной радиусу сферы.
Совокупность основных и производных ФВ образует систему единиц физических величин.
Единица основной ФВ является основной единицей данной системы. В республике Казахстан
используется система единиц СИ, введенная ГОСТ 8.417-81 «ГСИ. Единицы физических величин».
Различают кратные и дольные единицы ФВ. Кратная единица в целое число раз превышает, а
дольная единица в целое число раз меньше системной или внесистемной единицы соответственно.
Поверка средств измерений это совокупность операций, выполняемых органами
государственной метрологической службы или другими уполномоченными органами и
организациями с целью определения пригодности и подтверждения средства измерения (СИ)
установленным обязательным требованиям. СИ подвергаются
первичной, периодической,
внеочередной, инспекционной, а также экспертной поверкам.
Контроль СИ на предмет их пригодности к применению в мировой практике осуществляется
двумя основными
видами: поверкой (выполняет, как правило, государственный орган
метрологической службы) и калибровкой (может выполнять любая аккредитованная и не
аккредитованная организация).
Допускается применение четырех методов поверки (калибровки) средств измерений:
непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения
величины; косвенные измерения величины.
Результаты поверки (калибровки) средств измерений удостоверяется калибровочным знаком,
наносимым на СИ, или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных
документах.
Литература [1-4,5].
Лекции 4
6
Погрешности измерений
Истинные и действительные значения измеряемой величины. Понятие о погрешности.
Систематические, случайные и грубые погрешности. Причины возникновения погрешностей
измерения.
Качество средств и результатов измерений принято характеризовать, указывая их
погрешность. Введение понятия «погрешность» связано с понятиями истинного и
действительного значений,
измеряемой ФВ и результата измерений. Истинное значение
физической величины – это значение, идеальным образом отражающее свойство данного объекта,
как в количественном, так и качественном отношении. Оно является той абсолютной истинной, к
которой мы стремимся, пытаясь выразить ее в виде числовых значений. Однако на практике это
абстрактное понятие приходится заменять понятием «действительное значение». Действительное
значение физической величины – значение, найденное экспериментально и настолько
приближающиеся к истинному, что для данной цели оно может быть использовано вместо него.
Результат измерения представляет собой приближенную оценку истинного значения величины,
найденную путем измерения.
Понятие «погрешность» - одно из центральных в метрологии, где используются понятие
«погрешность результата измерения» и «погрешность средства измерений».
Таким образом, погрешность результаты измерения – это разница между результатом
измерения Х и истинным (или действительным) значением Q измеряемой величины:
Δ=X–Q
(1)
Она указывает границы неопределенности значения измеряемой величины. Погрешность
средства измерения – разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением,
измеряемой ФВ. Эта погрешность характеризует точность результатов измерений, проводимых
данным средством. Как видно из этих понятий, они близки друг другу и классифицируется по
одинаковым признакам. Необходимо отметить, что полностью исключить погрешности
практически невозможно, а вот установить пределы возможных погрешностей измерения и,
следовательно, точность их выполнения необходимо.
Процесс оценки погрешности измерений является важным мероприятием по обеспечению
единства измерений. При этом необходимо помнить, что существует достаточно много факторов и
условий, влияющих на точность измерения. Погрешности измерений классифицируются
(достаточно условно) по следующим признакам:
- по способу математического выражения погрешности делятся на абсолютные (формула (1))
и относительные погрешности (отношение абсолютной погрешности измерения к истинному
(действительному) значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях
измеряемой величины)
δ = (X - Q)/Q = Δ/ Q
(2)
- по взаимодействию изменений погрешности со временем различают статические (не
зависят от скорости изменения измеряемой величины во времени) и динамические (зависит от
скорости
изменения измеряемой величины во времени из-за инерционности элементов
измерительной цепи средства измерений) погрешности.
Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность – это непредсказуемая погрешность, медленно
меняющаяся во времени. Прогрессирующая погрешность может возникнуть вследствие как
непостоянства во времени текущего математического ожидания нестационарного случайного
процесса, так и изменения во времени его дисперсии или формы закона распределения;
- по характеру проявления погрешности делятся на случайные, систематические и грубые
(промахи) погрешности. Случайные и систематические погрешности, как правило, проявляются
одновременно.
Случайная погрешность – составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным
образом (по знаку и значению) в серии повторных измерений одного и того же размера ФВ,
проведенных с одинаковой тщательностью в одних и тех же условиях. Случайные погрешности
неизбежны, неустранимы и всегда присутствуют в результате измерения. Обработка данных и
оценка параметров случайных погрешностей производится методами математической статистики.
7
Систематическая погрешность – составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной
или закономерно меняющейся при повторных измерениях одной и той же ФВ. Их отличительный
признак заключается в том, что они могут быть предсказаны, обнаружены и благодаря этому
почти полностью устранены введением соответствующей поправки. Для этого существуют
специальные методы.
Грубая погрешность (промах) – это случайная погрешность результата отдельного
наблюдения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко отличается от
остальных результатов этого ряда. Они, как правило, возникают из-за ошибок или неправильных
действий оператора (неверного отсчета, ошибок в записях или вычислениях и т.д.). Промахи могут
возникнуть также при кратковременных изменениях условий проведения измерений.
Обнаруженные в процессе измерения промахи, обычно, в обработке результатов не используют;
- по зависимости погрешности от входной величины погрешности делятся на аддитивные и
мультипликативные.
- в зависимости от места возникновения различают инструментальные, методические и
субъективные погрешности.
Инструментальная погрешность
- это погрешность, возникающая из-за ошибок при
изготовлении функциональных частей средства измерения. Методическая погрешность связана со
следующими причинами: 1) неточным построением модели физического процесса, на которой
базируется средство измерения; 2) неверное применение средств измерений. Субъективная
погрешность связана с неправильными действиями оператора («человеческий фактор»).
Таким образом, наиболее рациональный способ снижения погрешности заключается в
устранении влияния какого-либо фактора, влияющего на проведение измерений.
Литература [1,2,5,10].
Лекции 5,6
Погрешности измерений (продолжение)
Среднее и стандартное отклонение. Способы обнаружения и устранения систематических
погрешностей. Основные принципы оценивания погрешностей. Правила округления результатов
измерений.
Случайные погрешности в результатах измерений легко обнаруживаются из-за их разброса
относительно некоторого значения. В предыдущей лекции было отмечено, что обработка данных
и оценка параметров случайных погрешностей производится методами математической
статистики.
При измерении некоторой величины х в n независимых опытах возникает вопрос, что
необходимо принять за наилучшую оценку нашей величины х? Представляется разумным, чтобы
нашей наилучшей оценкой было среднее арифметическое значение или среднее x n найденных
значений измеряемой величины
x  x 2  x 3  ...  x n 1 n
x 1
  xi
(1)
n
n i 1
Введем следующее понятие - стандартного отклонения. Стандартное отклонение
результатов измерений x1 , x 2 ,... x n - это оценка средней погрешности результатов измерений
x1 , x 2 ,... x n . Если принять, что среднее x - это наилучшая оценка величины х, то разность
x i  x  x i , часто называемая отклонением x i от x , показывает, насколько результат i-го
измерения x i отличается от среднего значения x . Если отклонения x i очень малы, то
результаты измерений близки друг к другу и, вероятно, очень точны.
Чтобы оценить достоверность результатов измерений x1 , x 2 ,... x n ,естественно, необходимо
было бы усреднить отклонения Δxi. Однако среднее значение отклонений равно нулю, поскольку
уже само определение среднего значения x ведет к тому, что x i  x  x i иногда положительны, а
иногда отрицательны таким образом, чтобы x было равно нулю. Поэтому среднее отклонений
8
x i не лучшая характеристика достоверности результатов измерений x1 , x 2 ,... x n . Лучший способ
обойти эту неприятность возвести в квадрат все отклонения, а затем усреднить эти числа. Если
теперь извлечь квадратный корень из полученного результата, то получим величину, которая
измеряется в тех же единицах, что и сама величина х. Это число называется стандартным
отклонением x1 , x 2 ,... x n и обозначается  x :
Таким образом, стандартное отклонение (СО) есть среднеквадратичное отклонение (СКО)
результатов измерений x1 , x 2 ,... x n .
1 n
( xi  x ) 2
(2)

n i 1
В литературе имеется альтернативное определение СО (мы не будем рассматривать
теоретические аргументы по его введению, только отметим, что оно используется гораздо чаще,
чем (2)), в котором фактор n заменен на (n-1).
x 
x 
1 n
( xi  x )2

n  1 i 1
(3)
Отметим, что определение (3) приводит к несколько большему значению  x , чем (2) и это
несколько компенсирует недооценку погрешности в результатах измерений x1 , x 2 ,... x n , когда
число измерений n мало.
Численное различие между выражениями (2) и (3) почти всегда незначительно при большом
числе измерений. Если число измерений меньше (в качестве примера возьмем пять измерений)
n  2,2 и n  1  2 для большинства приложений незначительна. Тем не менее
разница между
при расчете погрешности результата измерения должно быть ясно указано, какая формула (2) или
(3) использовалась.
Возведя в квадрат  x , мы получим величину называемую дисперсией.
Из полученных рассуждений следует, что при большом числе измерений величины х
приблизительно 70 % результатов будут лежать в интервале x   x . Можно показать, что
вероятность того, что единичное измерение (полученное с той же аппаратурой) не будет
отличаться более, чем на  x от действительного значения, равна 70 %.
Можно показать, что стандартное отклонение среднего (стандартная ошибка среднего)
арифметического значения измеряемой величины равно
x 
x
n

n
1
( xi  x ) 2

n( n  1) i 1
(4)
Важной величиной в стандартном отклонении среднего  x   x n является множитель n
в знаменателе. Казалось бы, что с увеличением n конечный результат будет более надежным, но к
сожалению n возрастает довольно медленно с увеличением n. Например, увеличение точности в
10 раз только за счет увеличения числа измерений n приводит к его увеличению в 100 раз.
Перспектива пугающая! К этому следует добавить, что здесь не учтены систематические ошибки,
а они не уменьшаются с увеличением числа измерений!
Таким образом, при желании значительно повысить точность лучшим образом будет
совершенствовать аппаратуру, а не уповать на увеличение числа измерений.
Правила округления результатов измерений были установлены эмпирически и сводятся к
следующему:
1. Погрешность результата измерения указывается двумя значащими цифрами, если первая из
них равна 1 или 2, и одной, когда первая цифра равна 3 или более;
2. Результат измерения округляется до того же десятичного знака, которым оканчивается
округление абсолютной погрешности. Если десятичная дробь в числовом значении результата
измерения оканчивается нулями, то нули отбрасываются до того разряда, который соответствует
разряду числового значения погрешности;
9
3. Если цифра старшего из отбрасываемых разрядов меньше 5, то остальные цифры числа не
изменяются. Лишние цифры в целых числах заменяют нулями, а в десятичных дробях
отбрасываются;
4. Если цифра старшего из отбрасываемых разрядов больше или равна 5, но за ней следуют
отличные от нуля цифры, то последнюю оставляемую цифру увеличивают на единицу;
5. Если отбрасываемая цифра равна 5, а следующие за ней цифры неизвестны или нули, то
последнюю сохраняемую цифру числа не изменяют, если она четная, и увеличивают на единицу,
если она нечетная;
6. Округление производится лишь в окончательном ответе, а все предварительные вычисления
проводят с одним или двумя лишними знаками.
Если руководствоваться этими правилами округления, то количество значащих цифр в
числовом значении результата измерений дает возможность ориентировочно судить о точности
измерения.
Литература [1,2,5,10].
Лекции 7,8
Обработка результатов измерений.
Технические измерения (линейные измерения, измерение электрических величин, измерение
температуры и давления).
Для проведения метрологического эксперимента необходимо: определиться с методикой
выполнения измерений; выбрать метод измерения; средство измерения и вспомогательные
устройства; подготовиться к измерению и опробованию средства измерения; осуществить
контроль условий выполнения измерений; установить число наблюдений при измерении; учесть
систематические погрешности и уменьшить их; обработать результаты наблюдений и оценить
погрешность измерений; интерпретировать и представить результаты измерения; округлить
результаты наблюдений и измерений.
Мы уже знаем, что прямые измерения – это измерения, посредством которых получается
непосредственное значение измеряемой величины. Мы также знаем, что измерения бывают
однократными и многократными. В большинстве случаев при измерении ФВ, когда требуется
необходимая точность, как правило, применяют многократные измерения.
Многократные измерения делятся на равно - и неравноточные. Равноточные измерения – это
ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами
измерений (СИ) в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью. Перед проведением
обработки результатов измерений необходимо убедиться в том, что все измерения этого ряда
являются равноточными. В большинстве случаев при обработке прямых равноточных измерений
исходят из предложения нормального закона распределения результатов и погрешностей
измерений. Неравноточные измерения – это измерения какой-либо величины, выполненные
различающимися по точности СИ и (или) в разных условиях. Обработку таких измерений
проводят с учетом оценки доверия к тому или иному отдельному результату измерения,
входящему в ряд неравноточных измерений.
Рассмотрим порядок обработки результатов прямых многократных равноточных измерений,
изложенных в соответствии с ГОСТ 8.207-76 «ГСИ. Прямые измерения с многократными
наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения».
1. Путем введения поправок исключают известные систематические погрешности из
результатов измерения.
2. Вычисляют среднее арифметическое исправленных результатов ( x ), принимая его за
оценку истинного значения измеряемой величины.
3. Проводят вычисления средней квадратичной погрешности для отдельного результата и для
среднего арифметического.
4. Проверяют гипотезу о нормальности распределения результатов наблюдения.
5. Определяют наличие грубых погрешностей и промахов и, если они обнаружены,
соответствующие результаты отбраковывают и вычисления повторяют.
10
6. Определяют доверительные границы случайной погрешности при доверительной
вероятности 0,95 с использованием коэффициента по таблице распределения Стьюдента.
7. Определяют границы не исключенной систематической погрешности результата измерений.
8. Определяют доверительные границы погрешности результата измерения. Если можно
пренебречь систематической погрешностью, то доверительные границы будут связаны только
со случайной погрешностью согласно   t c   x , где t c - коэффициент Стьюдента.
9. Производят запись результата измерения с учетом погрешности.
Прямые многократные измерения в большей мере относятся к лабораторным измерениям. Для
производственных процессов более характерны однократные измерения. Методика обработки
результатов прямых однократных измерений приведена в рекомендациях МИ 1552-86 «ГСИ.
Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей результатов измерений».
Данная методика применима при условиях: составляющие погрешности известны; случайные
составляющие распределены по нормальному закону, а не исключенные систематические,
заданные своими границами равномерно.
Наиболее простыми и легко доступными для обработки являются результаты линейных
измерений в разделе «Механика», с которыми знакомятся студенты на младших курсах. Здесь
будут рассмотрены наиболее употребительные инструменты.
Штангенинструменты (штангенциркули, штангенвысотомеры, штангенглубиномеры,
штангензубомеры) представляют собой две измерительные губки, одна из которых связана с
направляющей штангой, имеющей основную шкалу, а другая – с подвижной рамкой, несущей
нониус. Принцип действия нониуса основан на совмещении штрихов основной шкалы и шкалы
нониуса. Цена деления штангенциркулей может быть от 0,1 до 0,05 мм. Ряд зарубежных фирм
выпускает штангенциркуль со стрелочным отсчетным устройством сценой деления 0,01 и 0,02 мм.
Микрометрические приборы (микрометры гладкие, рычажные, зубомерные, нутрометры,
глубиномеры). Например, наиболее распространенный микрометр гладкий имеет цену деления
0,01 мм и различные пределы измерения.
Инструментальные и универсальные микроскопы предназначены для измерения длин, углов,
элементов резьб, зубчатых передач, конусов и различных профилей изделий. Цена деления
микрометрического устройства – 0,005 мм. Цена деления окулярной мерной головки – 1’ и 3’.
Пределы измерения угловых размеров 0-3600.
Для измерения различных электрических величин
используют электроизмерительные
приборы, которые подразделяются на: электромеханические (магнитоэлектрической системы,
электродинамические, электромагнитные с подвижным магнитом, индукционной системы,
электромагнитные);
электротермические
(с
нагреваемой
нитью,
биметаллические,
термоэлектрические преобразователи).
Измерять температуру можно только косвенным путем, основываясь на зависимости от
температуры таких физических свойств тел, которые поддаются непосредственному измерению. К
ним относят длину, объем, плотность, термоЭДС, электрическое сопротивление и т.д. Вещества,
характеризующиеся термометрическими свойствами, называют термометрическими. На практике
температуру тел можно измерить: механическими контактными термометрами; электрическими
контактными термометрами; средствами измерения, определяющими температуру тел по их
тепловому излучению (пирометры, фотоэлектрические приемники излучения).
Литература [1,2,5,10]. 8 неделя - Midterm Exam.
Лекции 9,10
Обработка результатов измерений (продолжение)
Обработка результатов косвенных измерений. Погрешности косвенных измерений. Погрешности в
суммах и разностях, произведениях и частных Суммирование случайных и систематических
погрешностей.
Большинство физических величин обычно невозможно измерить непосредственно, и их
определение включает два различных этапа. Сначала измеряют одну или более величин x, y,…,
11
которые могут быть непосредственно измерены и, с помощью которых можно вычислить
интересующую нас величину. Затем, используя измеренные значения x, y,…, вычисляют саму
искомую величину. Например, чтобы найти площадь прямоугольника, обычно измеряют его длину
l и высоту h и затем рассчитывают его площадь по формуле S = lh.
Если измерение включает эти два этапа, то и оценка погрешностей также включает их.
Сначала надо оценить погрешности в величинах, которые измеряются непосредственно, а затем
определить, как эти погрешности «распространяются» в расчетах и приводят к погрешности в
конечном результате.
Если несколько величин x,……..w измерены с погрешностями δx…. δw и используются для
вычисления q = x+……+z - (u+………+w), то погрешность в рассчитанной величине q есть сумма
δq ≈ δx +……+ δz + δu+……+ δw всех исходных погрешностей.
Если несколько величин x,……..w измерены с малыми погрешностями δx…. δw и измеренные
значения используются для расчета q  ( x  ...  z ) (u  ...  w) , то относительная погрешность
q  x  ....... z  u  ....... w
рассчитанной величины q равна сумме
q
x
z
u
w относительных
погрешностей в δx…. δw.
(Другой способ для вычисления результирующей погрешности. Если все измерения можно
повторить несколько раз и, если есть уверенность, что все погрешности по природе случайны, то
погрешность косвенного измерения в интересующей величине можно оценить через
среднеквадратичное отклонение (СКО) среднего арифметического, т.е. через суммы ошибок (или
относительных ошибок) заменяются квадратичными суммами).
Таким образом, косвенные измерения – это измерения, при которых искомое значение q
находят на основании известной зависимости q  f ( x, y,...z ) , где x, y,…z – значения, полученные
при прямых измерениях. По виду функциональной зависимости f они делятся на две основные
группы – линейные и нелинейные.
Опустим довольно объемный вывод окончательного выражения погрешности функции
нескольких переменных и приведем окончательный результат.
Предположим, что x, y,…z измерены с погрешностями Δx, Δy,… Δz и, что измеренные значения
используются для вычисления функции q(x, y,…z). Если погрешности x, y,…z независимы и
случайны, то погрешность в q равна
2
 q  2  q  2
 q  
q   x    y   ...   z   ,
(1)
 z  
 y 
 x 
где Δq – абсолютная погрешность косвенного измерения; Δx, Δy,… Δz – отклонения результатов
измерений аргументов x, y,…z от их средних значений; q x , q y ,..., q z - частные
производные функции q по x, y,…z.
В любом случае она никогда не больше, чем обычная сумма
q
q
q
q 
x 
y  ... 
z .
(2)
x
y
z
Определение расчетным путем оценки результирующей погрешности по известным оценкам
ее составляющих называется суммированием погрешности. Согласно ГОСТ 8.207-76 погрешность
результата измерения определяется по следующим правилам. Если границы не исключенной
систематической погрешности θ и оценка СКО результата измерения S связаны соотношением θ
< 0,8S, то следует пренебречь систематической составляющей и учитывать только случайную
погрешность результата. Если же имеет место неравенство θ > 8S, то, наоборот, следует
пренебречь случайной составляющей и результат характеризовать систематической погрешностью
Δ = θ. В практических случаях иногда результирующую погрешность результата представляют, как
корень квадратный из суммы квадратов систематической и случайной погрешностей. Такое
утверждение не может быть строго доказано. Не совсем ясен смысл полученного выражения. Тем
не менее, оно дает, по крайней мере, разумную оценку полной погрешности в условиях, когда
наши приборы имеют систематические погрешности, которые мы не смогли ликвидировать.
12
В качестве примера рассмотрим измерение ускорения свободного падения - g с помощью
математического маятника
Период колебания математического маятника равен
l
T  2
,
(3)
g
где l – длина маятника
Если l и T предположим измерены и имеют результаты, l = (92,95 ± 0,1) см, T = (1,936 ±
0,004) c, то можно найти g.
g  4 2 l / T 2 ,
(4)
2
Численное значение равно 979 см/c .
Относительная погрешность нашего результата для g будет
2
2
g
 l   2T 
(5)
   

g
 l   T 
Относительные погрешности для g и Т будут l l  0,1%, T T  0,2% , подставив которые в
g  0,4%
(5) найдем
, а Δg = 0,004·979 = 4 см/c2.
g
Окончательный результат g = (979 ± 4) см/c2.
Литература [1,2,5,10].
Лекции 11,12
Измерительные сигналы
Классификация сигналов по различным признакам. Понятие о математических моделях
элементарных и сложных измерительных сигналов.
Сигналом называется материальный носитель информации, представляющий собой некоторый
физический процесс, один из параметров которого функционально связан с измеряемой
физической величиной (ФВ). Такой параметр называют информативным.
Измерительный сигнал – это сигнал, содержащий количественную информацию об
измеряемой физической величине. Измерительные сигналы чрезвычайно разнообразны.
По характеру измерения информативного и временного параметров измерительные сигналы
делятся на аналоговые, дискретные и цифровые. Аналоговый сигнал – это сигнал, описываемый
непрерывной или кусочно-непрерывной функцией Ya(t), причем как сама эта функция, так и ее
аргумент t могут принимать любые значения на заданных интервалах Yа(t)∈ (Ymin; Ymax) и t ∈(tmin;
tmax). Дискретный сигнал – это сигнал, изменяющийся дискретно во времени или по уровню. В
первом случае он может принимать в дискретные моменты времени nT, где Т = const – интервал
(период) дискретизации, n = 0; 1; 2;… целое, любые значения Yд(nT)∈ (Ymin; Ymax), называемые
выборками, или отсчетами. Такие сигналы описываются решетчатыми функциями. Во втором
случае значения сигнала Yд(t) существует в любой момент времени t ∈(tmin; tmax), однако они могут
принимать ограниченный ряд значений hi = nq, кратных кванту q. Цифровые сигналы –
квантованные по уровню и дискретные по времени сигналы Yц(nT), которые описываются
квантованными
решетчатыми
функциями
(квантованными
последовательностями),
принимающими в дискретные моменты времени nT лишь конечный ряд дискретных значений –
уровней квантования h1, h2, …, hn.
По характеру изменения во времени сигналы делятся на постоянные, значения которых с
течением времени не изменяются, и переменные, значения которых меняются во времени.
Постоянные сигналы являются наиболее простым видом измерительных сигналов. Переменные
сигналы могут быть непрерывными во времени и импульсными. Непрерывным называется сигнал,
параметры которого изменяются непрерывно. Импульсный сигнал – это сигнал конечной энергии,
существенно отличный от нуля в течение ограниченного интервала времени, соизмеримого со
13
временем завершения переходного процесса в системе, для воздействия на которую этот сигнал
предназначен.
По степени наличия априорной информации переменные измерительные сигналы делятся на
детерминированные, квазидетерминированные и случайные. Детерминированный сигнал – это
сигнал, закон изменения которого известен, а модель не содержит неизвестных параметров.
Мгновенные значения детерминированного сигнала известны в любой момент времени.
Квазидетерминированные сигналы – это сигналы с частично известным характером изменения во
времени, т.е. с одним или несколькими неизвестными параметрами. Подавляющее большинство
измерительных сигналов являются квазидетерминированными.
Детерминированный и квазидетерминированные сигналы делятся на элементарные,
описываемые простейшими математическими формулами, и сложные (импульсные и
модулированные сигналы). Сигналы могут быть периодическими и непериодическими.
Непериодические сигналы делятся на почти периодические и переходные. Почти периодическим
называется сигнал, значения которого приближенно повторяются при добавлении к временному
аргументу надлежащим образом выбранного числа – почти периода. Периодический сигнал
является частным случаем таких сигналов. Почти периодические функции получаются в
результате сложения периодических функций с несоизмеримыми периодами, например,
Y ( t )  sin(t )  sin( 2t ) . Переходные сигналы описывают переходные процессы физических
системах. Периодические сигналы – это сигналы, повторяющиеся через постоянный интервал
времени. Такие сигналы бывают гармоническими (одна гармоника) или полигармоническими
(множество гармоник).
К элементарным измерительным сигналам относятся постоянный во времени сигнал и
сигналы, описываемые единичной и синусоидальной функциями, а также дельта-функцией.
Постоянный сигнал – самый простой из элементарных сигналов, описываемый
математической моделью вида Y = A, где А – единственный параметр сигнала.
Единичная функция, называемая иногда функцией Хевисайда, описывается уравнением
0 при t  t 0
1t  t 0   
(1)
1 при t  t 0
Она имеет один параметр – момент времени t0.
Дельта-функция описывается уравнением
 0 при t  t 0
 (t  t 0 )  
(2)
 при t  t 0
Она также имеет один параметр – момент времени t0.
Дельта- функция обладает следующим свойством:

  (t  t

0
)dt 
t0 
  (t  t
0
)dt ,
(3)
t 0 
где ε – любое, сколь угодно малое число. Она может рассматриваться как предельная функция
однопараметрического семейства непрерывных функций.
Гармонический сигнал описывается уравнением
Y (t )  Ym sin(t   )  Ym sin(2t / T   )
(4)
Параметрами такого сигнала являются: амплитуда Ym, период Т (или частота f = 1/T, или
круговая частота ω) и начальная фаза φ.
Литература [1,2,5].
Лекции 13
Средства измерений
Виды средств измерений. Аналоговые и цифровые измерительные приборы. Калибровка средств
измерений. Государственный метрологический надзор и контроль.
14
Понятие «средство измерения» является одним из важнейших в метрологии. Средство
измерения – это техническое устройство, используемое при измерениях и имеющие
нормированные метрологические свойства (ГОСТ 16263-70). Средство измерения (СИ) является
обобщенным понятием, объединяющим самые разнообразные конструктивно законченные
устройства, которые реализуют одну из двух функций:
 воспроизводят величину заданного (известного) размера, например, гиря – заданную массу,
магазин сопротивления – ряд дискретных значений сопротивления;
 вырабатывают сигнал (показание), несущий информацию о значении их измеряемой
величины. Показания СИ либо непосредственно воспринимаются органами чувств человека
(например, показания стрелочного или цифрового приборов), либо они недоступны восприятию
человеком и используются для преобразования другими СИ.
СИ, используемые в различных областях науки и техники, чрезвычайно многообразны.
Однако из этого множества можно выделить некоторые общие признаки, присущие всем СИ
независимо от области применения. Эти признаки положены в основу различных классификаций
СИ, которые рассмотрены далее.
По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений, СИ делятся на:
 метрологические (образцовые), предназначенные для метрологических целей
воспроизведение единицы и (или) ее хранения или передачи размера единицы рабочим СИ;
 рабочие, применяемые для измерений, не связанных с передачей размера единиц.
Сущность разделения средств на образцовые и рабочие состоит не в конструкции и не в
точности, а в их назначении. Подавляющее большинство используемых на практике СИ
принадлежат второй группе. Метрологические СИ весьма немногочисленны. Они
разрабатываются, производятся и эксплуатируются в специализированных научноисследовательских центрах.
По уровню автоматизации все СИ делятся на три группы: неавтоматические;
автоматизированные, производящие в автоматическом режиме одну или часть измерительной
операции; автоматические, производящие в автоматическом режиме измерения и все операции
(обработка результатов, регистрация, передача информации и пр.). В настоящее время большое
распространение получают автоматизированные и автоматические СИ.
По уровню стандартизации СИ подразделяются на:
 стандартизированные, изготовленные в соответствии с требованиями государственного
или отраслевого стандарта;
 нестандартизированные (уникальные), предназначенные для решения специальной
измерительной задачи, в стандартизации требований к которым нет необходимости.
Основная масса СИ являются стандартизированными. Они серийно выпускаются
предприятиями и в обязательном порядке подвергаются государственным испытаниям.
Нестандартные средства не проходят государственных испытаний, их характеристики
определяются при метрологической аттестации.
По отношению к измеряемой физической величине СИ делятся на: основные – это СИ той
физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной
задачей; вспомогательные – это СИ той физической величины, влияние которой на основное СИ
или объект измерения необходимо учесть для получения результатов измерения требуемой
точности. По роли в процессе измерения и выполняемым функциям СИ определяют по специальной
классификации.
По форме индикации измеряемой величины различают измерительные приборы:

показывающие, которые допускают только считывание показаний измеряемой
величины, например, стрелочный или цифровой вольтметр;

регистрирующие, предусматривающие регистрацию показаний на том или ином
носителе информации, например, на бумажной ленте. Регистрация может производится в
аналоговой или цифровой форме. Различают самопишущие и печатающие приборы.
По методу преобразования измеряемой величины различают приборы прямого,
компенсационного (уравновешивающего) и смешанного преобразования.
15
По назначению измерительные приборы делятся на амперметры, вольтметры, манометры,
термометры, гигрометры и т.д.
По форме преобразования используемых измерительных сигналов приборы подразделяются на
аналоговые и цифровые.
Аналоговые приборы – это приборы, показания или выходной сигнал которых является
непрерывной функцией изменения измеряемой величины. Идеализированное уравнение
преобразования линейных аналоговых и измерительных приборов имеет вид
у  кх ,
(1)
где x – измеряемая величина; y, k - показание коэффициент преобразования прибора
соответственно. Отметим, что большинство приборов являются линейными.
Цифровые приборы – это приборы, принцип действия которых основан на квантовании
измеряемой или пропорциональной ей величины. Показания таких приборов представлены в
цифровой форме. Наличие операции квантования приводит к появлению у цифровых приборов
специфических свойств, обуславливающих существенные различия в методах выбора, анализа,
описания и нормирования метрологических характеристик по сравнению с аналоговыми
приборами.
Усложнение современного производства, развитие научных исследований привело к
необходимости измерять и контролировать одновременно сотни и тысячи физических величин.
Физиологическая ограниченность возможностей человека по восприятию и обработке большого
количества информации привело к созданию измерительных систем. Измерительные системы –
это совокупность функционально объединенных средств измерений, средств вычислительной
техники и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи,
предназначенных для выработки сигналов измерительной информации о физических величинах,
свойственных данному объекту, в форме удобной для выработки, передачи и (или) использования
в автоматических системах управления. В частности, измерительно-вычислительные комплексы
предназначены для выполнения таких функций, как:

осуществление прямых, косвенных, совместных или совокупных измерений
физических величин;

Управление процессом измерений и воздействием на объект измерений;

Представление оператору результатов измерений в требуемом виде.
По назначению эти комплексы делятся на: типовые (для решения широкого круга типовых
задач, например, автоматизации измерений), проблемные (для решения специфичной для
конкретной области применения) и специализированные (для решения уникальных задач
автоматизации измерений).
Литература [1,2,5].
Лекция 14
Основополагающие
стандартизации
общетехнические
и
организационно-технические
системы
Межотраслевые системы (комплексы) стандартизации
Межотраслевые комплексы стандартизации устанавливают общие организационнометодические основы для определенной области деятельности, а также общетехнические
требования, нормы и правила, которые обеспечивают техническое единство, взаимосвязь и
взаимопонимание в различных областях науки, техники и производства, обеспечивая тем самым
его эффективность, охрану окружающей среды, безопасность продукции, процессов и услуг для
жизни и здоровья людей, имущества физических и юридических лиц. Задачи, которые решаются
при этом, связаны с крупными народнохозяйственными проблемами.
В настоящее время к ранее разработанным и действующим системам и комплексам
добавляются новые, т.е. процесс комплектования продолжается. Каждая система стандартов
занимает определенное место в промышленном производстве. Основу для проведения работ по
созданию новой техники составляет «Система разработки и постановки продукции на
производство» (СРПП). Основная цель СРПП – формирование организационно-методической
16
основы обеспечения высокого технического уровня, качества и конкурентоспособности
продукции в интересах наиболее полного удовлетворения потребностей населения и народного
хозяйства. Единая система конструкторской документации (ЕСКД) имеет 30-летний опыт
внедрения и эксплуатации, показав свою высокую эффективность. ЕСКД – это комплекс
стандартов из более, чем 160 документов. ЕСКД устанавливает для всех организаций единые
правила разработки, выполнения, оформления и обращения конструкторской документации. В
стандартах ЕСКД сохранена преемственность стандартов чертежного хозяйства, схем, текстовых
документов и обеспечена согласованность с рекомендациями ИСО и МЭК. Основные задачи
ЕСКД заключаются в: повышении производительности труда конструкторов; обеспечении
единого технического языка и терминологии; применении современных методов и средств при
проектировании изделий; возможности взаимообмена конструкторской документацией без ее
переоформления; оптимальной комплектности конструкторской документации; высокого качества
изделий; учета в конструкторской документации требований, обеспечивающих безопасность
изделия для потребителей, экологии и причинения вреда имуществу; углубление унификации при
разработке промышленных изделий; возможности проведения сертификации изделий; упрощение
форм конструкторских документов и графических изображений; эффективное хранение,
дублирование, учет документации, сокращение ее объемов; ускорение оборота документов;
условий эксплуатации и ремонта технических средств.
ЕСКД сохраняет свое основополагающее значение в условиях автоматизированного
проектирования и производства. Она стала универсальной системой, позволяющей осуществлять
широкий обмен научно-технической документацией с зарубежными странами, выходить на
международный рынок с товарами, лицензиями, а также организовывать с зарубежными фирмами
различные совместные предприятия.
Необходимо отметить еще ряд общетехнических систем стандартов тесно связанных между
собой: 1. Единая система технологической документации
(ЕСТД); 2. Единая система
технологической подготовки
производства (ЕСТПП); 3. Единая система программных
документов (ЕСПД) и т.д.
Литература [1,2,5,6].
Лекции 15
Международные, региональные организации, участвующие в работах по метрологии и
стандартизации.
Порядок разработки межгосударственных стандартов. Значение Международной стандартизации
для успешного сотрудничества в области торговли, экономики, науки и техники.
Межгосударственная стандартизация (по ГОСТ 1.0-92) – это стандартизация объектов,
представляющих межгосударственный интерес. Представителями стран СНГ 13 марта 1992 г.
подписано «Соглашение о проведении согласованной политики в области стандартизации» и
образованы Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС) и
Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому
нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС). В 1995 г. Совет ИСО признал МГС
региональной организацией по стандартизации в странах СНГ.
Членами МГС являются руководители национальных органов по стандартизации, метрологии
и сертификации 12 государств – участников Соглашения.
Целями МНС в соответствии с ГОСТ 1.0-92 являются: защита интересов потребителей и
каждого государства – участника Соглашения в вопросах качества продукции, услуг и процессов,
обеспечивающих безопасность для жизни, здоровья и имущества населения, охрану окружающей
среды; содействие экономии всех видов ресурсов и улучшению экономических показателей
производства стран – участников Соглашения; устранение технических барьеров в производстве и
торговле, содействие повышению конкурентоспособности продукции стран – участников
Соглашения на мировых торговых рынках и т.д.
Объектами межгосударственной стандартизации являются: общетехнические нормы и
требования, в том числе единый технический язык; типоразмерные ряды и типовые конструкции
17
изделий общемашиностроительного применения (подшипники, крепеж и т.д.); совместимые
программные
и технические средства информационных технологий, справочные данные;
справочные данные о свойствах материалах и веществ и т.д.
В области метрологии реализуются программы совместных работ в нескольких направлениях:
передача размеров единиц физических величин; разработка и пересмотр основополагающих
межгосударственных нормативных документов по метрологии и т.д.
Рабочими органами МГС являются постоянно действующий технический секретариат с
местом пребывания в Минске. Органами по разработке стандартов являются межгосударственные
технические комитеты (МТК), которых создано свыше 200. Этими комитетами проделана
огромная работа по сохранению стандартов, классификаторов, эталонов физических величин
бывшего СССР, а также принято и пересмотрено несколько тысяч межгосударственных
стандартов.
МГС стремится к расширению сотрудничества с международными организациями по
стандартизации, метрологии и сертификации ИСО, МЭК, СЕН и др.
Порядок разработки межгосударственных стандартов можно представить следующими
основными моментами: 1-я стадия – организация разработки стандарта; 2-я стадия – разработка
первой редакции проекта стандарта и рассылка ее на отзыв; 3-я стадия – разработка
окончательной редакции проекта стандарта и рассылка ее на рассмотрение и голосование;
4-я
стадия – принятие проекта стандарта и его регистрация.
При наличии принципиальных замечаний проект дорабатывается и рассылается на повторное
рассмотрение и голосование. При отрицательных результатах повторного голосования
рассматривается обоснованность предъявляемых претензий и принимается решение о дальнейшей
доработке проекта или о прекращении его разработки.
Важнейшим фактором технического прогресса в мире является международная
стандартизация, позволяющая увязать и систематизировать требования мировой торговли и
интересы потребителей, способствовать наиболее полному использованию производительных сил.
Международная стандартизация имеет первостепенное значение, поскольку различия
национальных стандартов на одну и ту же продукцию, предлагаемую на мировом рынке, являются
барьером на пути развития международной торговли. Научно-техническое сотрудничество в
области стандартизации направлено на гармонизацию национальной системы стандартизации с
международной, региональными и прогрессивными национальными системами стандартизации.
Одной из самых крупных и известных международных организаций в области
стандартизации является ИСО – Международная организация по стандартизации. ИСО
оказывает содействие в развитии стандартизации во всем мире для облегчения обмена товарами и
услугами, а также для развития сотрудничества в области интеллектуальной, научной,
технической и экономической деятельности. ИСО была создана в феврале 1947 года. Активное
участие в создании этой организации принял Советский Союз. Официальные языки ИСО –
английский, русский, французский. ИСО по статусу является неправительственной
международной организацией. Интересы каждой страны вправе представлять национальные
органы по стандартизации. В настоящее время в состав ИСО входить более, чем 133 страны.
Свыше 30000 экспертов принимают участие в технической работе.
Высшим органом управления деятельностью ИСО является Генеральная ассамблея. В период
между сессиями Генеральной ассамблеи работой организации руководит Совет ИСО. Совету
ИСО подчиняются семь комитетов: СТАКО (комитет по изучению научных принципов
стандартизации); ПЛАКО (техническое бюро); КАСКО (комитет по оценке соответствия); ДЕФКО
(комитет по оказанию помощи развивающимся странам); КОПОЛКО (комитет по защите
интересов потребителей) и РЕМКО (комитет по стандартным образцам). Проекты международных
стандартов разрабатываются в технических комитетах. Диапазон объектов стандартизации в ИСО
обширен и охватывает такие сферы деятельности, как: системы обеспечения качества продукции,
машиностроение, химия, неметаллические материалы, руды и металлы, информационная техника,
сельское хозяйство, строительство, специальная техника, охрана здоровья и медицина, охрана
окружающей среды и др. Исключение составляют электротехника, электроника и радиотехника,
относящиеся к компетенции Международной электротехнической комиссии (МЭК). Вопросы
18
информационной технологии, микропроцессорной техники, сертификации и т.п. являются
объектами совместных разработок ИСО/МЭК. В настоящее время ИСО расширяет свою
деятельность по внедрению систем качества (ИСО 9000) и по управлению охраной окружающей
природной среды (ИСО14000).
Международные стандарты ИСО не являются обязательными, т.е. каждая страна вправе
применять их целиком, частично или вообще не применять. Однако страны, стремящиеся
поддерживать конкурентоспособность своей продукции на мировом рынке, вынуждены применять
эти стандарты.
Выше была упомянута сфера деятельности второй по значимости организации в области
международной стандартизации – это МЭК, которая была создана 1906 году. Штаб квартира
находится в Женеве, рабочие языки – русский английский, французский. Высшим органом
является Совет. Основным координационным органом является Комитет действий, в подчинении
которого работают комитеты по направлениям и консультативные группы: АКОС, АСЕТ, КГЭМС,
КГИТ и рабочая группа по координации размеров.
Цель деятельности МЭК аналогична цели ИСО, но только в областях: электротехнической
промышленности, электронного машиностроения, ядерного приборостроения, лазерной техники,
средств связи, авиационного и космического приборостроения, судостроения и морской навигации,
атомной энергии, информатики, акустики, медицинской техники. МЭК тесно сотрудничает с
различными организациями по стандартизации.
Совместно с ИСО МЭК разрабатывает Руководства ИСО/МЭК и Директивы ИСО/МЭК по
актуальным вопросам стандартизации, сертификации и методическим аспектам.
Однако, закончить лекции не упомянув (пусть очень кратко) вопросы, связанные с таким
разделом, как сертификация не хотелось.
В области сертификации ИСО сотрудничает с МЭК, о чем свидетельствуют многие
совместные руководства. Основополагающим руководством в области сертификации считается
руководство ИСО/МЭК - 28 «Общие правила типовой системы сертификации продукции третьей
стороной», содержащее рекомендации по созданию национальных систем сертификации.
ИСО совместно с МЭК разработали ряд руководств, регламентирующих деятельность в
области сертификации: ИСО/МЭК – 2 «Общие термины и определения в области стандартизации
и смежных видах деятельности», руководство ИСО/МЭК – 7 «Требования к стандартам,
применяемым при сертификации изделий», руководство ИСО/МЭК – 16 «Свод правил по
системам сертификации третьей стороной на основе соответствующих стандартов», руководство
ИСО/МЭК – 22 «Информация о заявлении изготовителя о соответствии стандартам или другим
техническим условиям» и ряд других руководств (всего свыше 20).
По заказу Международной конференции по аккредитации испытательных лабораторий (ИЛАК)
ИСО/МЭК разработано руководство 43 «Квалификационные испытания лабораторий», которое
применяется как основополагающий методический документ всеми странами при решении таких
вопросов, как оценка уровня работы испытательной лаборатории; определение технической
компетентности и области деятельности; оценка эффективности применяемых методов испытаний,
аккредитация лабораторий и пр.
В отличие от ИСО МЭК разработала международные системы сертификации и разрабатывает
стандарты по безопасности, которые применяются как нормативная база при испытаниях и
сертификации соответствующей продукции. МЭК была создана Международная система МЭК
(МЭКСЭ) сертификации электрооборудования на соответствие стандартам безопасности. МЭК
также была создана система сертификации изделий электронной техники с целью содействия
международной торговле через единые требования к этой продукции.
Европейская экономическая комиссия ООН (ЕЭК) приняла рекомендации «Признание
результатов испытаний», направленные на содействие двусторонним и многосторонним
соглашениям о взаимном признании. Этот документ сыграл положительную роль в
совершенствовании практики аккредитации испытательных лабораторий. Важным достижением в
работе ЕЭК по сертификации считается принятие рекомендаций «Разработка и содействие
заключению международных соглашений по сертификации». Этот документ предлагает
правительствам государств – членов ЕЭК содействовать заключению договоров о взаимном
19
признании систем сертификации. В этом же направлении строит свою деятельность и
международная организация ИЛАК.
Литература [1,2,5,7]. Рубежный контроль № 2.
Список рекомендуемой литературы
к лекциям по дисциплине «Метрология и физико-технические измерения»
Основная литература
1 Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учебное пособие для вузов. – М.: Логос, 2001. – 408 с.
2 Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник для вузов. 2-ое изд. – СПб.:
Питер, 2004. – 432 с.
3 Единицы физических величин. Сборник нормативно-технических документов. – М.: Изд-во
Стандартов, 1987. – 176 с.
4 Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. 2-ое изд. – М.: Изд-во «Наука»,
1977. – 336 с.
5 Яблонский О.П., Иванов В.А. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: Учебник /
Серия «Высшее образование». – Ростов н/Д: Феникс, 2004. – 448 с.
6 О техническом регулировании. Закон Республики Казахстан. – Алматы: Юрист, 2007. – 32 с.
Дополнительная литература
7 Назаров Н.Г. Метрология. Основные понятия и математические модели: Учебное пособие для
вузов. –М.: ВШ, 2002. – 348 с.
8 Клевлеев В.М., Кузнецова И.А., Попов Ю.П. Метрология, стандартизация и сертификация.
Учебник. – М.: Форум: Инфра-М, 2004.- 256 с.
9 Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. – 272 с.
10 Бисерова В.А., Демидова Н.В., Якорева А.С. Метрология, стандартизация и сертификация:
конспект лекций. – М.: Эксмо, 2007. – 2007. – 160 с.
11. О защите прав потребителей. Закон Республики Казахстан от 04.05.2010 г. № 274-IV. – Алматы:
Изд. «Lem», 2011. – 52 с.
Вопросы для самоконтроля
***
1 Дайте определение физической величины.
2 Что такое шкала физической величины? Приведите примеры различных шкал физических
величин.
3 Назовите основные этапы измерения.
4 Что такое средство измерения? Приведите примеры средств измерений.
5 Что такое результат измерения и чем он характеризуется?
6 Дайте определения прямых, косвенных, совместных и совокупных измерений.
7 Что такое размерность физической величины?
8 Дайте определения системы физических величин и системы единиц физических величин.
9 Перечислите основные физические величины
10 Что такое кратные и дольные приставки?
11 В чем заключается единство измерений?
12 Что такое поверка средств измерений?
13 Что такое эталон единицы физической величины? Какие типы эталонов вам известны?
14 Расскажите об эталонах основных единиц системы СИ?
***
1 Что такое погрешность измерения?
2 Сформулируйте свойства случайной и систематической составляющих погрешности измерений.
3 Перечислите правила округления результатов измерений.
4 Назовите способы обнаружения и устранения систематических погрешностей.
5 Что такое случайная составляющая погрешности?
20
6 Что такое нормальное распределение?
7 Основные принципы, используемые при оценке погрешности.
8 Что такое доверительная вероятность и доверительный интервал?
9 Назовите источники грубых погрешностей.
10 Как определить присутствие грубых погрешностей?
11 Чем характеризуется точность измерений?
***
1 Что такое гистограмма?
2 Перечислите этапы обработки результатов прямых многократных измерений.
3 Как обрабатываются результаты линейных косвенных измерений?
4 Как суммируются случайные и систематические погрешности?
5 Расскажите про аппроксимацию прямой методом наименьших квадратов.
***
1 Дайте определение понятиям: «сигнал» и «измерительный сигнал».
2 Перечислите признаки, по которым классифицируются измерительные сигналы.
3 Чем аналоговый, дискретный и цифровой сигналы отличаются друг от друга?
4 Назовите, какие типы математических моделей измерительных сигналов используются в
метрологии.
5 Каким образом классифицируются средства измерений?
6 Назовите основные характеристики измерительной аппаратуры.
7 Что такое стандартные образцы?
8 Перечислите метрологические характеристики средств измерений.
9 Расскажите о принципах автоматизации средств измерений.
***
1 Что называется стандартизацией?
2 В чем заключается сущность системы стандартизации?
3 Перечислите основные цели стандартизации.
4 Перечислите основные этапы в разработке стандарта.
5 Единая система конструкторской документации (ЕСКД).
6 Кратко о стандартизации в различных сферах и отраслях промышленности.
7 Кратко расскажите о Международных организациях ИСО и МЭК.
8 Каковы основные цели Международных организаций в вопросах метрологии и стандартизации?
Глоссарий
аккредитация — процедура, посредством которой орган по аккредитации официально признает
компетентность и правомочие юридического лица выполнять работы в определенной сфере по
подтверждению соответствия объектов технического регулирования установленным требованиям;
аттестат аккредитации — документ удостоверяющий право органа по подтверждению
соответствия и (или) испытательных лабораторий (центров) выполнять работы в определенной
сфере по подтверждению соответствия, установленным требованиям выдаваемый согласно
правилам проведения работ в сфере подтверждения соответствия и аккредитации;
орган по аккредитации — юридическое лицо, определяемое Правительством Республики
Казахстан и осуществляющее деятельность по аккредитации;
область аккредитации — перечень объектов, закрепленных за аккредитованными органами по
подтверждению соответствия и (или) лабораториями, осуществляющими работы в сфере
подтверждения соответствия, для проведения работ по определению их соответствия требованиям,
установленным техническими регламентами, стандартами или договорами;
аудит (в сфере подтверждения соответствия) — систематический, независимый
документированный анализ деятельности аккредитованных органов по подтверждению
соответствия и (или) испытательных лабораторий (центров), а также проводимый по инициативе
заявителя контроль соответствия сертифицированной продукции, услуги, процессов, систем
менеджмента качества установленным требованиям;
поставщик — физическое или юридическое лицо, предоставляющее продукцию, услугу;
21
потребитель – физическое лицо, имеющее намерение заказать или приобрести либо заказывающее,
приобретающее и (или) использующее товар (работу, услугу) для удовлетворения своих
потребностей;
изготовитель (исполнитель) — физические или юридические лица, производящие продукцию для
последующего отчуждения или собственного потребления в производственных целях, а также
выполняющие работы или оказывающие услугу по возмездному и (или) безвозмездному договору;
инспекционный контроль — проверка, осуществляемая аккредитованным органом по
подтверждению соответствия сертифицированной продукции, процесса требованиям,
установленным техническими регламентами в порядке, определяемом уполномоченным органом;
инспекционная проверка — проверка, осуществляемая органом по аккредитации, соблюдения
органами по подтверждению соответствия и лабораториями условий аккредитации;
услуга
—
итоги
непосредственного
взаимодействия
поставщика
и
потребите
ля и внутренней деятельности поставщика по удовлетворению потребностей потребителя;
риск — вероятность причинения вреда жизни или здоровью человека, окружающей среде, в том
числе растительному и животному миру, с учетом степени тяжести его последствий:
государственный стандарт — стандарт, утвержденный уполномоченным органом и доступный
широкому кругу потребителей:
государственная система технического регулирования — совокупность государственных органов,
физических и юридических лиц. осуществляющих работы в области технического регулирования
в пределах своей компетенции, а также нормативных правовых актов, стандартов;
реестр государственной системы технического регулирования — документ учета технических
регламентов, стандартов, классификаторов технико-экономической информации, органов по
подтверждению соответствия, испытательных лабораторий, технических комитетов по
стандартизации, экспертов-аудиторов и выданных документов в сфере подтверждения
соответствия;
заинтересованные стороны — физические лица, юридические лица и их ассоциации, союзы,
деятельность которых непосредственно связана с разработкой технических регламентов, а также
иные лица, участие которых предусмотрено международными договорами Республики Казахстан;
обязательная сертификация — форма подтверждения соответствия продукции требованиям,
установленным техническими регламентами, с участием органов по подтверждению соответствия;
основополагающий стандарт — стандарт, имеющий широкую область применения или
содержащий общие положения для определенной области технического регулирования;
продукция — результат процесса или деятельности:
идентификация продукции, услуги — процедура, обеспечивающая однозначное распознавание
определенной продукции, услуги по отличительным признакам;
безопасность продукции и процессов (далее — безопасность) — отсутствие недопустимого риска,
связанного с причинением вреда жизни, здоровью человека, окружающей среде, в том числе
растительному и животному миру, с учетом сочетания вероятности реализации опасного фактора
и степени тяжести его последствий;
жизненный цикл продукции — процессы проектирования, производства, эксплуатации, хранения,
транспортировки, реализации, уничтожения и утилизации продукции;
региональный стандарт — стандарт, принятый региональной организацией по стандартизации и
доступный широкому кругу потребителей;
заявитель — физическое или юридическое лицо, предоставившее продукцию, услугу, процессы для
подтверждения соответствия, а также юридические лица, подавшие заявку на аккредитацию и
аудит (в сфере подтверждения соответствия);
процесс — совокупность взаимосвязанных и последовательных действий (работ) по достижению
какого-либо заданного результата, включая процессы жизненного цикла продукции;
знак соответствия — обозначение, служащее для информирования покупателей о прохождении
продукцией, услугой процедуры подтверждения соответствия требованиям, установленным
техническими регламентами, стандартами и иными документами;
22
сертификат соответствия — документ, удостоверяющий соответствие продукции, услуги
требованиям, установленным техническими регламентами, положениям стандартов или иных
документов;
оценка соответствия — доказательство выполнения заданных требований к продукции, процессу,
лицу или органу;
декларация о соответствии — документ, которым изготовитель (исполнитель) удостоверяет
соответствие выпускаемой в обращение продукции, услуги установленным требованиям;
добровольное подтверждение соответствия — процедура, посредством которой осуществляется
подтверждение соответствия продукции, услуги, процессов, проводимая по инициативе
изготовителя (исполнителя) или продавца на соответствие стандарту иному документу или
специальным требованиям заявителя;
обязательное подтверждение соответствия — процедура, посредством которой осуществляется
подтверждение соответствия
продукции требованиям, установленным техническими
регламентами;
подтверждение соответствия — процедура оценки соответствия, результатом которой является
документальное удостоверение (в виде декларации о соответствии или сертификата соответствия)
соответствия объекта требованиям, установленным техническими регламентами, стандартами, или
условиям договоров;
орган по подтверждению соответствия — юридическое лицо, аккредитованное в установленном
порядке для выполнения работ по подтверждению соответствия;
форма подтверждения соответствия — совокупность действий, результаты которых
рассматриваются в качестве доказательств соответствия продукции, услуги требованиям,
установленным техническими регламентами, стандартами или договорами;
документ в сфере подтверждения соответствия — сертификат соответствия или декларация о
соответствии, выданные в установленном законодательством Республики Казахстан порядке
аккредитованным органом по подтверждению соответствия;
схема подтверждения соответствия — способы определения соответствия объекта требованиям,
установленным техническими регламентами, стандартами или договорами, с описанием
конкретных этапов проведения этой работы (испытания оценка производства, оценка системы
менеджмента качества, анализ нормативной и технической документации и другие);
эксперт-аудитор по подтверждению соответствия, определению страны происхождения
товара, аккредитации — специалист, аттестованный в порядке, установленном уполномоченным
органом;
сертификация — процедура, посредством которой орган по подтверждению соответствия
письменно удостоверяет соответствие продукции, услуги установленным требованиям;
стандарт — документ, который в целях многократного и добровольного использования
устанавливает правила, общие принципы и характеристики к объектам технического
регулирования, утвержденный в порядке, предусмотренном уполномоченным органом;
стандартизация—деятельность, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения
требований к продукции, услуге и процессам посредством установления положений для
всеобщего, многократного и добровольного использования в отношении реально существующих и
потенциальных задач;
нормативный документ по стандартизации — документ, устанавливающий нормы, правила,
характеристики, принципы, касающиеся различных видов деятельности по стандартизации или ее
результатов;
региональная организация по стандартизации — организация по стандартизации, участие в
деятельности которой открыто для соответствующих органов по стандартизации только одного
региона: географического или экономического;
технический комитет по стандартизации — консультативно-совещательный орган, создаваемый в
отраслях экономики на добровольной основе для разработки стандартов и участия в создании
государственной системы технического регулирования по закрепленным объектам стандартизации
или направлениям деятельности;
23
испытательная лаборатория (центр) (далее — лаборатория) — лаборатория, в том числе
лаборатория государственных органов, проводящая испытания продукции на соответствие
требованиям, установленным нормативными документами по стандартизации;
технический барьер — барьер, возникающий вследствие различия или изменчивости требований,
содержащихся в технических регламентах и стандартах;
технический регламент — нормативный правовой акт, устанавливающий обязательные
требования к продукции и (или) процессам их жизненного цикла, разрабатываемый и применяемый
в соответствии с законодательством Республики Казахстан о техническом регулировании;
техническое регулирование — правовое и нормативное регулирование отношений, связанных с
определением, установлением, применением и исполнением обязательных и добровольных
требований к продукции, услуге, процессам, включая деятельность по подтверждению
соответствия, аккредитации и государственный контроль и надзор за соблюдением установленных
требований, за исключением санитарных и фитосанитарных мер;
государственный фонд технических регламентов и стандартов — совокупность
специализированных фондов технических регламентов, стандартов и иных документов
государственных органов, формируемых в пределах их компетенции;
технический эксперт — физическое лицо, обладающее специальными знаниями или опытом в
отношении объекта, подвергаемого подтверждению соответствия;
государственный классификатор технико-экономической информации — документ, который
представляет собой систематизированные своды кодов и наименований классификационных групп
объектов технико-экономической информации;
уполномоченный орган — государственный орган, уполномоченный в соответствии с
законодательством Республики Казахстан управлять, осуществлять контроль и надзор за работами
в области технического регулирования и. представлять Республику Казахстан в международных и
региональных организациях по вопросам стандартизации, подтверждения соответствия и
аккредитации;
национальный стандарт — стандарт иностранного государства, принятый его уполномоченным
органом по стандартизации и доступный широкому кругу потребителей;
стандарт организации — стандарт, утвержденный организацией;
гармонизированный стандарт — стандарт, обеспечивающий выполнение требований,
установленных техническими регламентами;
международный стандарт — стандарт принятый международной организацией по стандартизации
и доступный широкому кругу потребителей.
физическая величина, представляющая собой общее свойство в отношении качества большого
количества физических объектов, но индивидуальное для каждого в смысле количественного
выражения;
единица физической величины - это физическая величина, которой по условию присвоено числовое
значение, равное единице;
измерение физических величин - количественная и качественная оценка физического объекта с
помощью средств измерения;
средство измерения - техническое средство (измерительный прибор, мера, измерительная система,
измерительный преобразователь, совокупность измерительных систем), имеющее нормированные
метрологические;
измерительный прибор - средство измерений, вырабатывающее информационный сигнал в такой форме,
которая была бы понятна для непосредственного восприятия наблюдателем;
мера - средство измерений, воспроизводящее физическую величину заданного размера. Например,
если прибор аттестован как средство измерений, его шкала с оцифрованными отметками является
мерой;
измерительная система - совокупность средств измерений, которые соединяются друг с другом
посредством каналов передачи информации для выполнения одной или нескольких функций;
измерительный преобразователь — средство измерений, которое производит информационный
измерительный сигнал в форме, удобной для хранения, просмотра и трансляции по каналам связи, но
не доступной для непосредственного восприятия;
24
принцип измерений - совокупность физических явлений, на которых базируются измерения;
методизмерений - совокупностьприемови принциповиспользования технических средств измерений;
методика измерений - совокупность методов и правил, разработанных метрологическими научноисследовательскими организациями, утвержденных в законодательном порядке;
погрешность измерений - отклонение результата измерения физической величины от ее истинного
значения;
эталон – средство измерений, предназначенное для хранения и воспроизведения единицы
физической величины, для трансляции ее габаритных параметров нижестоящим по поверочной
схеме средствам измерения. Существует понятие «первичный эталон», под которым понимается
средство измерений, обладающее наивысшей в стране точностью. Есть понятие «эталон сравнений»,
трактуемое как средство для связи эталонов межгосударственных служб. И есть понятие «эталонкопия» как средство измерений для передачи размеров единиц образцовым средствам;
метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах
достижения требуемой точности;
предмет метрологии – количественная информация о свойствах объектов и процессах с заданной
точностью и достоверностью;
средства метрологии – совокупность средств измерений и метрологических стандартов,
обеспечивающих их рациональное использование;
средство измерения – техническое устройство, используемое при измерениях и имеющее
нормированные метрологические свойства;
контроль – процесс получения и обработки информации об объекте с целью определения
нахождения параметров объекта в заданных пределах;
свойство – философская категория, выражающая такую сторону объекта (явления, процесса),
которая обуславливает его различие или общность с другими объектами (явлениями, процессами)
и обнаруживается в его отношениях к ним;
величина – свойство чего-либо, которое может быть выделено среди других свойств и оценено тем
или иным способом, в том числе и количественно;
измерение – сложный процесс, включающий в себя взаимодействие целого ряда его структурных
элементов (измерительная задача, объект измерения, принцип, метод и средство измерения и его
модель, условия измерения, субъект измерения, результат и погрешность измерения) для
получения значения измеряемой физической величины;
шкала физической величины – упорядоченная последовательность значений физической величины,
принятая по соглашению на основании результатов точных измерений;
размер и размерность физической величины – количественное содержание и качественная
характеристика соответственно в данном объекте свойства, соответствующего понятию
физической величины;
измерительный сигнал – это сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой
физической величине;
система единиц физических величин – совокупность основных и производных единиц физических
величин в соответствии с принятыми принципами;
кратная единица – единица физической величины, в целое число раз превышающая системную
или внесистемную единицу;
дольная единица – единица физической величины, значение которой в целое число раз меньше
системной или внесистемной единицы;
фундаментальные (мировые) постоянные – коэффициенты пропорциональности, зависящие от
выбора основных единиц и определяющих уравнений;
точность – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению
измеряемой величины;
достоверность измерений – это степень доверия к результатам измерений;
воспроизводимость – это качество измерений, которое отражает близость друг к другу
результатов измерений, выполняемых в различных условиях;
истинное значение физической величины – это значение, идеальным образом отражающее
свойство данного объекта как в количественном, так ив качественном отношении;
25
основные физические величины – величины, не зависящие друг от друга;
производные физические величины – величины, определяемые через уравнения, связывающие их с
основными физическими величинами;
поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых с целью определения
пригодности, а также подтверждения метрологических характеристик средств измерений
установленным обязательным требованиям;
метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на
обеспечение качества измерений;
единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных
единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной
вероятностью;