Метрология и метрологическое обеспечение (стр. 1 из 18)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Пензенская государственная технологическая академия
Система дистанционного обучения
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Метрология и метрологическое обеспечение
Пенза 2008
Рекомендовано учебно-методическим советом академии в качестве учебника для студентов специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
УДК 658.516:389
Каршаков В.П. Метрология, стандартизация и сертификация: Конспект лекций. В 3 частях. Часть 3. Метрология и метрологическое обеспечение. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. технол. академии, 2008. - с. 62;
Ил. 30, табл.29, библиогр. 11 назв.
Издание подготовлено на кафедре «Техническое управление качеством» Пензенской государственной технологической академии и предназначено для студентов специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».
В части 3 рассматриваются теоретические основы и основные понятия метрологии, методы нормирования метрологических характеристик средств измерений и оценки погрешностей средств и результатов измерений, основы обеспечения единства измерений. Лабораторные работы составлены по учебно-практическому пособию: Рыжаков В.В., Ларкин С.Е. Метрология, стандартизация, сертификация. Руководство по выполнению лабораторных работ «Исследование метрологических характеристик измерительных цепей при помощи ElectronicsWorkbench». - Пенза: Изд-во ПГТА, 2008
Рекомендовано научно-методическим советом академии в качестве учебника при обучении студентов с использованием элементов дистанционных образовательных технологий.
Рецензенты:
Кафедра метрологии и систем качества Пензенского государственного университета.
В.А.Чулков, канд. техн. наук, доцент, декан факультета вечернего и заочного обучения ПГТА
Издательство Пензенской государственной технологической академии 
В.П. Каршаков, 2008Оглавление
1. Теоретические основы метрологии. Определяющие признаки, элементы и этапы измерений. Основные понятия, связанные с объектами и средствами измерений.
2. Классификация измерений. Методы и средства измерений.
3. Метрологические характеристики средств измерений.
4. Погрешности и классы точности средств измерений. Погрешности технических измерений.
5. Методики выполнения измерений. Выбор средств измерений.
6. Обработка результатов многократных и косвенных измерений.
7. Метрологическое обеспечение. Закон «Об обеспечении единства измерений». Структура и функции метрологических служб.
8.Самостоятельные работы
Тренировочные задания
Контрольная работа
Лабораторные работы
Рекомендуемая литература
Приложение. Моделирующая программа ElectronicsWorkbench
1. Теоретические основы метрологии. Определяющие признаки, элементы и этапы процесса измерений. Основные понятия, связанные с объектами и средствами измерений
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (РМГ 29-99).
Измерение - совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины (ФЗ от 26.06.2008 № 102-ФЗ).
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные пределы (ФЗ от 26.06.2008 № 102-ФЗ).
В современной практике принято различать три раздела метрологии: теоретическая метрология, прикладная метрология, законодательная метрология. Из наименований этих разделов ясно, что теоретическую основу метрологии составляет теоретическая метрология, имеющая в свою очередь сложную структуру, включающую ряд взаимосвязанных направлений и областей исследований.
 |
 |
 | ||||
| Теория методов измерений |
 | |||||
 | |||||
 | |||||
 | |||||
К числу важнейших принципов метрологии следует отнести:
- принцип измеримости – не существует таких материальных процессов и объектов, которые не могли бы стать объектом измерений;
- принцип относительности результатов измерений – проявляется в двух аспектах: 1) необходимо учитывать возмущающее воздействие средства измерений на объект, 2) главенствующая роль априорной информации в процессе измерений;
- принцип единства объективного и субъективного в измерении – проявляется в структуре измерения, включающей звенья системы «объект – средство измерений – условия – экспериментатор»;
- принцип неопределенности измерительной информации – история измерений не знает результатов, которые можно было бы принять за абсолютную истину и которые не могли бы в последующем быть уточнены.
На базе приведенных принципов сформулированы два постулата метрологии:
α – истинное значение измеряемой величины существует.
β - истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно.
В философском аспекте измерения – один из способов познания окружающего нас мира. Процесс познания может осуществляться на теоретическом и экспериментальном уровнях. Измерения обязательно связаны с экспериментом, обеспечивают связь теоретического и экспериментального знания, теоретических расчетов с практикой.
В производственной практике в основном присутствуют три вида экспериментов: измерения, контроль и испытания. Измерения являются преобладающим видом экспериментальных работ. Если в эксперименте выявляется количественная определенность какого-либо свойства явления или объекта, имеет место измерительный эксперимент. Например, если информация, получаемая при контроле, имеет четко выраженное числовое значение, следует говорить об измерительном контроле, включающем в себя измерение и последующее сравнение с нормой. Измерения могут составлять основное содержание и цель эксперимента, и могут быть основой или составной частью других видов экспериментальных работ.
Для отличия измерений от других способов получения информации выделим характерные признаки и особенности измерений, которые позволяют объединить этим термином технические операции разной степени сложности – от простого прикладывания линейки до определения скорости движения элементарной частицы или параметров орбиты небесного тела.
| Общие признаки измерений | Вытекающие условия, определения |
| 1.Единство функционального назначения и цели – получение количественной информации (числового значения) о свойствах объекта измерений.Объект измерений - тело (физическая система, процесс, явление и т.д.), которое характеризуется одной или несколькими измеряемыми физическими величинами.Измеряемая величина – физическая величина, подлежащая измерению.Измерительная информация – информация о значениях измеряемых величин. | 1.Для измерения должна быть выделена физическая величина (ФВ) – характерный признак (свойство) явления, тела или вещества, который может выделяться качественно и определяться количественно. 2.Установление единиц измерения физических величин для количественной градации измеряемой величины.3. Основное уравнение измерений: Q=N[Q] /размер ФВ/=/число/*/единица ФВ/ |
| 2. Общность способов получения измерительной информации в результате непосредственного взаимодействия специального технического средства с объектом измерений | Измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины (РМГ 29-99). |
| 3. Общность структуры и основных этапов процесса измерений | Основные этапы измерений:1) постановка задачи и построение модели объекта (установление измеряемых величин)2) планирование измерений, выбор методов и средств измерений 3) выполнение экспериментальных операций получения измерительной информации4) математическая обработка данных, оценка погрешностей измерений. |
| 4. Единство методологии оценки степени достижения цели |
В перечне этапов только этап 3) является экспериментальным, остальные этапы – теоретические, но очень важные для правильной организации и проведения измерительного эксперимента, определяющие качество процесса измерений.