рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Измерение. Измеряемые величины

Измерение. Измеряемые величины - раздел Приборостроение, МЕТРОЛОГИЯ Определения Метрологии И Метрологического Обеспечения На­Чинаются С Основного...

Определения метрологии и метрологического обеспечения на­чинаются с основного понятия - измерение. Пожалуй, ни одно определение в области метрологии не вызывает столько споров, как определение этого понятия. Профессором М. Ф. Маликовым было дано следующее определение: «Измерение - познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем физического эксперимента данной величины с известной величиной, принятой за единицу сравнения». Недостатком этого определения является то, что оно предполагает сравнение измеряемой величины с ее единицей, что имеет место только при прямых измерениях с использованием метода сравнения с мерой. В частности, это определение не со­гласуется с косвенными измерениями. К.П.Широковым дано бо­лее общее определение: «Измерение - нахождение значения фи­зической величины опытным путем с помощью специальных тех­нических средств». Это определение, включенное в ГОСТ 16263-70, четко определяет границы самого понятия и содержит указания на все важнейшие его эле­менты. К тому же лаконичность этого определения является его до­стоинством. Предложения о включении в формулировку опреде­ления элементов терминологии кибернетики и теории информа­ции не опровергают стандартизированную формулировку, но усложняют ее понимание и запоминание. Следует отметить, что в нахождение значения физической величины (далее - величины) включается и математическая обработка результатов измерения, в частности введение поправок и статистическая обработка ре­зультатов наблюдений (если это требуется).

Значение величины, найденное путем его измерения, называется результатом измере­ния. Значение величины, полученное при отдельном измерении, называется результатом наблюдения (точнее - измерения). На­блюдением при измерении является экспериментальная операция, выполняемая в процессе измерений, в результате которой полу­чают одно значение из группы значений величины, подлежащих совместной обработке для получения результата измерения.

В определение понятия метрологического обеспечения входит термин «единство измерений», под которым понимается такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, размеры которых соответствуют едини­цам, воспроизводимым эталонами, погрешности результатов из­мерения известны с заданной вероятностью и не выходят за ус­тановленные пределы.

Этот термин позволяет обеспечить сопоставимость измерений, выпол­ненных в разное время, разными средствами и методами. Един­ство измерений обеспечивается единообразием средств измерений и правильностью методик их выполнения. При этом под едино­образием средств измерений понимается такое их состояние, при котором они градуированы в узаконенных единицах и их метро­логические свойства соответствуют установленным нормам.

Показателями качества измерений являются погрешность (точность), правильность, сходимость и воспроизводимость из­мерений.

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

Точность измерений - их качество, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Правильность измерений - их качество, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в их результатах.

Сходимость измерений - их качество, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.

Воспроизводимость измерений - их качество, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в разное время, в различных местах, разными методами и средствами). Ниже будут рассмотрены более подробно все важнейшие элементы, необходимые для осуществления процесса измерений и обеспечения единства измерений [6].

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

Физическая величина, подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи, называется измеряемой физической величиной или просто измеряемой величиной [3].

Измеряемые величины - это величины непосредственно воспринимаемые средствами измерений. Их можно классифицировать с помощью различных признаков, основными из которых являются: природа величины, вид отражаемой сто­роны эмпирических объектов, метризуемость и изменяемость [8].

По природе измеряемые величины разделяются на 11 классов: электрические, магнитные, электромагнитные, меха­нические, акустические, тепловые, оптические, химические, радио­активные, пространственные и временные. Каждый класс включает ко­нечное множество конкретных величин.

По виду отражаемой стороны эмпиричес­ких объектов каждый класс измеряемых величин разделяется на два подкласса: энергетические и вещественные величины. К энергетичес­ким величинам относятся, например, сила электрического тока, электрическое напряжение, напряженность электрического поля, на­пряженность магнитного поля, механическая сила, давление и т.п. Метрологическая общность энергетических величин заключается в использовании при их измерении энергии объектов исследования. Ве­щественными величинами являются различные свойства веществ и ма­териалов, а также параметры физических тел и объектов, например удельное электрическое сопротивление, диэлектрическая проницаемость, магнитная проницаемость, магнитное сопротивление, акустическое сопротивление и т.п. Метрологическая общность вещественных величин состоит в использовании при их измерении измерительных преобразо­ваний и других приемов косвенных измерений.

По признаку метризуемости измеряемые величины разделяются на непосредственно и косвенно метризуемые величины. К непосредственно метризуемым величинам относится около двух десятков физических величин, остальные являются косвенно метризуемыми величинами. Непосредственно метризуемые величины измеряются наиболее просто и с высокой точностью. Из­мерение косвенно метризуемых величин осуществляется с использованием различных функциональных связей и с преобразованием их в непосред­ственно метризуемые величины.

По признаку изменяемости выделяют состояния и измене­ния величин. Состояние величины в общем случае характеризуется раз­мером величины, нахождение значения которого и является задачей из­мерения.

Изменение величины может происходить в пределах какого-либо диапазона размеров и во времени. В зависимости от числа размеров по диапазону различают непрерывные и квантованные по размеру изменения величин. При непрерывном по размеру изменении величины имеется бесконечное число размеров по диапазону. При ква­нтованном по размеру изменении величины в дан­ном диапазоне проявляется конечное число размеров величины.

Изменение величины во времени может быть непрерывным и дискрет­ным (прерывным во времени). При непрерывном из­менении величины во времени значения размеров величины определены на данном отрезке времени при беско­нечно большом числе моментов времени. При дискретном из­менении величины значения размеров величины отлич­ны от нуля только в определенные моменты или интервалы времени. На рис. 1.1 и 1.2 показаны четыре характерные разновидности изменения величин.


 

 
 

 


 

Проявления размеров величины по диапазону и во времени могут быть неслучайными (детерминированными) и случайными. Детерми­нированное изменение величины характеризуется тем, что закон его известен. Случайное изменение величины происходит случайным образом.

Детерминированные непрерывные и дискретные изменения величин под­разделяются на периодические и непериоди­ческие. Непрерывные периодические и непериодические изменения величин далее подразделяются по виду описывающих их функций. Указанные из­менения величин характеризуются обобщенными параметрами и диапазо­нами их значений.

Для периодически изменяющейся величины x(t) любой формы с пе­риодом Т важными параметрами являются амплитудное xm, среднее

и действующее значения, а также

частота изменения величин. Непериодическое изме­нение величины характеризуется максимальным значением, скоростью нарастания и скоростью спада.

Дискретные периодические и непериодические изменения величин подразделяются по форме импульса и характеризуются обобщенными параметрами (мгновенным, амплитудным, средним значениями, а также длительностью импульса, временем нарастания (спада) импульса, час­тотой следования) и диапазонами их значений.

Случайные непрерывные и дискретные изменения величин разделяют­ся на стационарные и нестационарные. При стационарном изменении величин, в отличие от нестационарного, закон распределения отдельных проявлений размеров не зависит от времени.

Случайные изменения величин описываются различными функциями (функцией распределения вероятностей, функцией плотности распреде­ления вероятностей, автокорреляционной функцией, спектральной плот­ностью и другими), каждая из которых может определяться вероятностя­ми и количеством реализации, а также диапазонами их значений.

Независимо от того, воспринимается состояние или изменение вели­чины измеряемой величиной, в любом конкретном случае может быть определено мгновенное значение раз­мера величины. При измерении состояния величины, т.е. не изменяющейся во времени величины или весьма медленно меняющейся, процесс измерения может осуществляться в течение длительного времени и к средствам измерения не предъявляется особых требований по быстродействию.

Измерение параметров изменений величин требует повышенного быст­родействия средств измерений. При этом помимо мгновенного значения размера величины в качестве измеряемой величины может выступать любой из указанных выше параметров изменений величин.

Различают истинное и действительное значения размера величины. Истинное значение размера величины есть значение размера величины, которое идеальным образом отражает количественную сторону соответствующего свойства объекта. Экспериментально определить его можно только в случае измерения количеств дискретных элементов каких-либо совокупностей, когда погрешность измерения практически может отсутствовать. Получить путем измерения истинное значение размера непрерывного изменения величины невоз­можно, так как в этом случае погрешности измерения неизбежны. Поэтому на практике часто вместо истинного пользуются действительным значением.

Действительное значение размера величина - это значение, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному, что может быть использова­но вместо него. Определяют его с помощью образцовых средств измере­ния, погрешностями которых по сравнению с используемыми при измере­нии средствами можно пренебречь.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

МЕТРОЛОГИЯ

С В Бирюков А И Чередов... МЕТРОЛОГИЯ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Измерение. Измеряемые величины

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Омск 2000
УДК 389 (075) ББК 30.10 я 73 Б 64 Рецензенты: В.М.Осипов, гл. конструктор ПО “Электроточприбор”; А.И.Калачев, проректор по научной работе Сибирского

МЕТРОЛОГИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ОБЛАСТИ МЕТРОЛОГИИ
Метрология - это наука об измерениях, о методах и средствах обеспеченияих единства и способах достижения требуемой точ­ности [ 2 ]. Метрология зародилась в глубокой др

Физическая величина. Единица физической величины
Физическая величина - это свойство, общее в качественном отношении многим объектам (системам, их состояниям и проис­ходящим в них процессам), но в количественном отношении ин­дивидуальное дл

Системы единиц физических величин
При проведении любых измерений измеряемая величина сравнивается с другой однородной с ней величиной, принятой за единицу. Для построения системы единиц выбирают произвольно несколько физических вел

Размер величины. Значение величины
Размер физической величины – количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу [3]. Иногда возражают проти

Размерность физических величин
Размерность физических величин— это соотношение между единицами величин, входящих в уравнение, свя­зывающее данную величину с другими величинами, через которые она выражается. Разм

Методы и средства измерений
Под понятием метод измерения подразумевается совокупность процессов использования принципов и средств измерений. Принцип измерений - это совокупность физических явлений, на к

Измерений
Эталон единицы физической величины — средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспро­изведения и хранения единицы данной величины (в некоторых случаях только

Точность измерений
Термин «точность измерения» применяется очень широко, одна­ко пока нет общепринятого способа выражать точность измерения количественно. В ГОСТ 16263—70 сказано: «Количественно точ­ность може

Погрешность измерений
Под погрешностью измерения понимается алгебраическая раз­ность между полученным при измерении значением измеряемой величины и значением, выражающим истинный размер этой величины. Практически

Поверка средств измерений
Поверка – совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим тре

Меры и наборы мер
Мерой называется средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. При­мерами мер являются аттенюаторы - меры затухания, магазины сопротивлений

Измерительные преобразователи
Согласно ГОСТ 16263 - 70 измерительный преобразователь - это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала из­мерительной информации в форме, удобной для передачи, дальней­шего п

Измерительные приборы
Измерительный прибор - средство измерения, предназначен­ное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Выработк

Измерительные установки и системы
Измерительная установка - это совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначе

Метрологические характеристики средств измерений
Измерительная техника обладает большим арсеналом разнообраз­ных средств измерений, предназначенных для решения различных из­мерительных задач. Все средства измерений можно характеризовать некоторым

Погрешности средств измерений
Составляющая погрешности измерений, обуслов­ленная свойствами применяемых средств измерений (далее СИ), называется инст­рументальной погрешностью измерения. Эта погреш­ность является важнейш

Нормирование метрологических характеристик средств измерений
Средства из­мерений можно использовать по назначению, если известны их метрологические свойства. Последние обычно описывают путем указания номинальных значений тех или иных характеристик и допускае

Способы выражения пределов допускаемых погрешностей средств измерений
В настоящее время для большинства электрических средств измерений, используемых в статическом режиме, нормируют пределы допускаемых погрешностей. Пределом допускаемой погрешности (д

Погрешности измерений
При практическом осуществлении процесса измере­ний независимо от точности средств измерений, правиль­ности методики и тщательности выполнения измерений результаты измерений отличаются от и

Абсолютные и относительные погрешности
Абсолютная погрешность D - это разность между измерен­ным X и истинным Xи значениями измеряемой величины. Абсо­лютная погрешность выражается в единицах измеряемой ве­личины: D =

Отсчитывания и установки
Инструменталь­ными (приборными или аппаратурными) погрешностями называются такие, которые принадлежат данному средству измерений, могут быть определены при его испытаниях и занесены в его п

Систематические, прогрессирующие, случайные и грубые погрешности
Систематическая погрешность измерений Dс — состав­ляющая погрешности измерения, остающаяся постоян­ной или закономерно изменяющаяся при повторных из­мерениях одной и той же велич

Вероятностный подход к описанию погрешностей
Законы распределения случайных погрешностей. Случайные погрешности обнаруживают при проведении ряда измерений одной и той же величины. Результаты измерений при этом, как правило, не совпадаю

Формы представления результатов измерения
Результат измерения имеет ценность лишь тогда, когда можно оценить его интервал неопределенности, т.е. степень достоверности. Поэтому результат измерений должен содержать значение измеряемой величи

ЭТАЛОНЫ. ОБРАЗЦОВЫЕ И РАБОЧИЕ МЕРЫ
Для обеспечения единства измерений необходима тожде­ственность единиц, в которых проградуированы все средства изме­рений одной и той же физической величины. Единство измерений достигается

Эталоны
Эталоном единицы величины называют средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью пере­дачи

Меры электрических величин
Эталоны, которые воспроизводят единицу измерения, называют мерами. По назначению меры делят на образцовые и рабочие. Меры, утвержденные в качестве образцо­вых, предназначаются для пов

Об обеспечении единства измерений
Измерения являются могучим средством, объединяющим те­орию с практической деятельностью человека. Результаты из­мерений в современном обществе приобретают большую значи­мость. Они служат основой дл

Государственное управление обеспечением единства измерений
Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в Российской Федерации осуществляет Комитет Российской Фе­дерации по стандартизации, метрологии и серти­фикации (Госстанда

Государственный метрологический контроль и надзор
Виды государственного метрологического контроля и надзора. Государственный метрологический контроль и надзор осуществляется Государственной метрологической службой Госстандарта России. Госуд

Калибровка и сертификация средств измерений
1. Калибровка средств измерений Средства измерений, не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке, при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при эксплуатации, п

Б И Б Л И О Г Р А Ф И Я
1. Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин: Учеб. пособие для студ. втузов. – М.: Высш. шк., 1989. – 384 с. 2. ГОСТ 16263-70 ГСИ. Метрология. Термины и определения.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги