01 Метрология как наука. Физические величины. Средств

ЛЕКЦИЯ 1
Метрология как наука. Физические
величины. Средства измерений.
доц. Л.В. Вронска
План
1. Метрология. Государственная служба
метрологии и стандартизации.
2. Физическая величина: суть, численное
значение и единицы.
3. Основные и производные ФВ, их
единицы.
4. Система единиц ФВ СИ.
5.
Средства
измерения
и
их
метрологические характеристики.
1. Метрология. Государственная служба
метрологии и стандартизации.
 Метрология (от греч. тetron – мера и logos
– слово) – наука об измерении, методах и
средствах обеспечения их единства и
способах достижения необходимой точности.
Значит, метрология – це наука о мерах.
Задачи метрологии:
 Измерение – это нахождение физической
величины исследовательским путем с
помощью специальных технических средств.
 Единство измерений – это такое состояние
измерений, при котором их результаты
выражены в узаконенных единицах и
погрешности измерений известны с заданной
вероятностью.
 Точность измерений – характеризуется
приближением
их
результатов
к
действительному
значению
измеряемой
величины.
Метрологию делят на такие виды:
 теоретическая метрология
 практическая (прикладная) метрология
 законодательная метрология
 Теоретическая метрология
изучению теоретических основ.
посвящена
 Практическая (прикладная) метрология
посвящена
изучению
вопросов
практического использования в разных
сферах
деятельности
результатов
теоретических исследований в рамках
метрологии и положений законодательной
метрологии.
 Законодательная метрология включает
комплексы
взаимосвязанных
общих
правил, требований и норм, а также
другие
вопросы,
которые
требуют
регламентации и контроля со стороны
государства, и направлены на обеспечение
единства измерений и однотипности
средств измерений.
Метрологическая служба – это сетка
организаций, отдельная организация или
отдельное подразделение, на которые
положена
ответственность
за
метрологическое обеспечение измерений.
Государственная система стандартизации это система, которая определяет основную
цель и принципы руководства, формы и общие
организационно-технические
правила
выполнения всех работ по стандартизации.
Стандартизация
– деятельность, которая направлена на
установление положений для общего и
многоразового
использования
относительно
существующих
или
возможных задач с целью достижения
оптимальной степени соответствия
продукции, процессов и услуг их
функциональному предназначению.
2. Физическая величина: суть, численное
значение и единицы.
 Физическая величина – характеристика
одного из свойств физического объекта
(физической
системы,
явления
или
процесса),
общая
в
качественном
отношении многим физическим объектам,
но
в
количественном
отношении
индивидуальна для каждого объекта.
Физическая величина имеет качественную
и количественную стороны
 Род
физической
величины
–
качественная определенность физической
величины.
 Физические величины, которые отражают
в качественном отношении одно и то же
свойство, называют однородными.
 Размер
физической
величины
–
количественная
определенность
физической величины, которая присуща
конкретному материальному объекту,
системе, явлению или процессу.
 Значение физической величины – это
оценка размера физической величины в
виде некоторого числа принятых для нее
единиц.
Значение физической величины получают в
результате измерения или расчета
Истинное
значение
физической величины –
это
значение
физической величины,
которое
в
идеале
соответствовало бы в
качественном
и
количественном
отношении
соответствующей
физической величине.
Действительное значение
физической величины –
значение
физической
величины,
найденное
экспериментальным путем и
настолько
близкое
к
истинному значению, что
для
поставленной
измерительной
задачи
может
его
(истинное
значение) заменить.
Численное значение ФВ. Единица ФВ.
 Численное значение ФВ – число, которое входит в
значение величины.
 Единица
ФВ
физическая
величина
фиксированного
размера,
которой
условно
присвоено численное значение = 1, используемая
для количественного выражения однородных
физических величин.
 Единица измерения ФВ – это физическая
величина, принятая по договоренности за основу
для количественной оценки величин, однородных с
ней в качественном отношении.
 Размер единицы измерения – количество
физической величины, которое содержится в
единице измерения.
3. Основные и производные ФВ и их
единицы.
Выбор единиц измерения ФВ:
 некоторое количество единиц выбирается
независимо (основные)
 другие единицы устанавливают на основании
связей,
которые
существуют
между
физическими величинами (производные)
 Основная ФВ – физическая величина,
которая входит в систему величин и
условно принята в качестве независимой
от других величин этой системы.
 Производная ФВ – физическая величина,
которая входит в систему величин и
определяется через основные величины
этой системы.
 Размерность ФВ – это выражение, которое
показывает зависимость этой производной
величины от основных величин, в котором
коэффициент пропорциональности принят за
единицу.
Размер и размерность единиц ФВ
 Размер единицы – это количественная мера
физической величины, которая содержится в
ней.
 Размерность единицы – устанавливает
соотношение данной производной единицы с
основными единицами системы.
4. Система единиц ФВ СИ.
 Система единиц физических величин –
совокупность основных и производных
единиц физических величин, составленная в
соответствии с принятыми принципами для
заданной системы физических величин.
 Международная система единиц была
введена в 1960 г. ХІ
Генеральной
конференцией по мерах и весах
( международное сокращенное название SI
“СИ”)
Основные единицы системы СИ.
Название величины
Название
единицы
Международно
е обозначение
Русское
обозначение
Длина
Метр
M
м
Масса
Килограмм
kg
кг
Время
Секунда
s
c
Сила
электрического
тока
Ампер
А
А
Термодинамическа
я температура
Кельвин
К
К
Количество
вещества
Моль
mol
моль
Сила света
Кандела
cd
кд
Дополнительные основные единицы
системы СИ:
 Плоский угол -
Радиан
 Тилесный угол -
Стерадиан
rad
рад
sr
ср
Приставки десятичного деления единиц
приставка
Экса
Пета
Тера
Гига
Мега
Кило
Гекто
Дека
лат. обозн.
рус. обозн.
-lg10n
Е
Р
Т
G
М
k
h
da
Е
П
Т
Г
М
К
Г
да
18
15
12
9
6
3
2
1
Приставки десятичного деления единиц
приставка
Деци
Санти
Мили
Микро
Нано
Пико
Фемто
Ато
лат. обозн.
рус. обозн.
-lg10n
d
c
m

n
p
f
a
д
с
м
мк
н
п
ф
а
-1
-2
-3
-6
-9
-12
-15
-18
5. Средства измерения и их
метрологические характеристики
 Средством измерительной техники
(СИТ) является техническое средство,
которое
используется
во
время
измерений и имеет нормированные
метрологические характеристики.
К СИТ принадлежат:
- средства измерений
- измерительные устройства
 Средство измерения – это техническое
средство, которое используется при
измерениях и имеет нормированные
метрологические
характеристики.
Средство
измерения
реализует
процедуру измерения полностью.
 Измерительное устройство - это СИТ, в
котором выполняется только одна из
составных частей процедуры измерения
(измерительная операция).
К измерительным устройствам
принадлежат:




Мера ФВ
Устройство сравнения
Измерительный преобразователь
Масштабный
измерительный
преобразователь
Метрологические характеристики СИТ – это
характеристики свойств СИТ, которые влияют
на результаты и погрешности измерений
 Вариация показаний
 Диапазон показаний
 Метрологическая
надежность
 Метрологический
отказ
 Диапазон измерений
 Номинальное
значение меры
 Чувствительность
 Порог
чувствительности
 Класс точности
Спасибо за внимание!