МЕТРОЛОГИЯ
Раздел 1 МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 2 Метрология – наука об измерениях
СЕРТИФИКАЦИЯ
1.
2.
3.
4.
5.
Сущность и содержание метрологии.
Измерения физических величин.
Средства измерительной техники.
Нормирование метрологических характеристик.
Государственная система промышленных приборов и средств
автоматизации.

2.1 Сущность и содержание метрологии
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения
единства измерений и способах достижения необходимой точности.
Части метрологии:
● научно-теоретическая метрология;
● законодательная метрология;
● прикладная метрология.
Научно-теоретическая метрология:
● общая теория измерений;
● методы и средства измерений;
● методы определения точности измерений;
● эталоны и образцовые средства измерений;
● обеспечение единства измерений;
● критерии оценки и аттестация качества продукции.
Законодательная метрология:
● стандартизация терминов, систем единиц, мер, эталонов и СИТ;
● стандартизация характеристик СИТ и методик оценки точности;
● стандартизация методик поверки и контроля СИТ, методик контроля
и аттестации качества продукции.

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

Прикладная метрология:
● организация государственной службы единства мер и измерений;
● организация и проведение периодической поверки СИТ и
государственных испытаний новых средств;
● организация государственной службы стандартных справочных
данных и стандартных образцов, изготовление стандартных образцов;
● организация и осуществление службы контроля над выполнением
стандартов и технических условий производства, государственных
испытаний и аттестации качества продукции.
Взаимосвязь метрологии и стандартизации:
методы и способы
контроля выполнения
стандартов
Метрология
Стандартизация
стандарты
на выполнение измерений
и средства измерений

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

2.2 Измерения физических величин
Измерение отображение физической величины ее значением путем
эксперимента и вычислений с помощью специальных
технических средств (ДСТУ 2681-94).
Погрешность измерения отклонение результата измерения от условно
истинного значения измеряемой величины (ДСТУ 2681-94).
Числовые оценки погрешности:
● абсолютная погрешность
X изм X ;
относительная погрешность
100%
100%
X
X изм
приведенная погрешность γ
100% .
Xн
Неопределенность измерения оценка, характеризующая диапазон
значений, в котором находится истинное значение
измеряемой величины (ДСТУ 2681-94).
;

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

Результат измерения числовое значение, приписываемое измеряемой
величине, с указанием точности измерения.
Численные показатели точности:
● доверительный интервал (доверительные границы) погрешности
● оценка СКО погрешности
ΔР;
S.
Правила выражения показателей точности:
● численные показатели точности выражаются в единицах измеряемой
величины;
● численные показатели точности должны содержать не более двух
значащих цифр;
● наименьшие разряды результата измерения и численных показателей
точности должны быть одинаковыми.
Представление результата измерения
~
Х Х, Р
или
~
Х Х Р
Пример: U = 105,0 В, Δ0,95 = ± 1,5 B
или
U = 105,0 ± 1,5 B.

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

2.3 Средства измерительной техники
Средства измерительной техники (СИТ) технические средства для
выполнения измерений, имеющие нормированные
метрологические характеристики.
СИТ:
● средства измерений;
● измерительные устройства.
Средства измерений:
● измерительные приборы (электромеханические; сравнения;
электронные; цифровые; виртуальные);
● регистрирующие средства (регистрируют сигналы измерительной
информации);
● кодовые средства (АЦП – преобразуют аналоговую измерительную
информацию в кодовый сигнал);
● измерительные каналы (совокупность СИТ, средств связи и др. для
создания сигнала ИИ одной измеряемой величины);
● измерительные системы (совокупность измерительных каналов и
измерительных устройств для создания ИИ
нескольких измеряемых величин).

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

Измерительные устройства
● эталоны, образцовые и рабочие меры (для воспроизведения и
хранения размера физических величин);
● измерительные преобразователи (для изменения размера
измеряемой величины или преобразование
измеряемой величины в другую величину);
● компараторы (для сравнения однородных величин);
● вычислительные компоненты (совокупность средств ВТ и
программного обеспечения для выполнения
вычислений в процессе измерения).
2.4 Нормирование метрологических характеристик
Метрологические характеристики влияющие на результаты и
погрешности измерений и предназначенные для оценивания
технического уровня и качества СИТ, определения результата
и оценки инструментальной погрешности измерений.

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

Группы метрологических характеристик:
1) определяющие область применения СИТ:
● диапазон измерений;
● порог чувствительности.
2) определяющие точность измерений:
● погрешность;
● сходимость (близость результатов повторных измерений в
одинаковых условиях);
● воспроизводимость (повторяемость результатов измерений
той же величины в разных местах, в разное время,
разными методами, разными операторами, но в
аналогичных условиях).
Класс точности – обобщенная метрологическая характеристика,
определяемая границами допускаемых погрешностей, а также
другими характеристиками, влияющими на точность.
Обозначение классов точности:
К = |γmax |
а) 1,0 ;
К = |δmax |
а) 1, 0 ; б) 1,0/0,5
б) 1,0

Раздел 1 Метрология Лекция 2 Метрология – наука об измерениях

2.5 Государственная система промышленных приборов и средств
автоматизации (ГСП)
Назначение ГСП создание научно обоснованных рядов приборов и
устройств с унифицированными характеристиками и
конструктивным выполнением.
Основные группы средств ГСП:
● средства для получения измерительной информации;
● средства для приема, преобразования и передачи информации;
● средства для преобразования, обработки и хранения информации и
формирования команд управления.
Системно-технические принципы ГСП:
● минимизация номенклатуры и количества;
● блочно-модульное построение;
● агрегатирование (построение сложных устройств и систем из
унифицированных узлов, блоков и модулей или типовых конструкций
методом сопряжения);
● совместимость (энергетическая, функциональная, метрологическая,
конструктивная, эксплуатационная, информационная).

10. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 3 Обработка результатов измерений
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Измерения в системе оценки качества
продукции.
2. Вычисление значения измеряемой величины.
3. Процедура оценивания погрешности.
4. Оценивание погрешности однократных измерений.
5. Оценивание погрешности испытаний.
6. Оценка ошибок контроля качества.

11. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.1 Измерения в системе оценки качества продукции
Оценка качества продукции в определении или контроле количественных
и качественных характеристик продукции путем проведения
измерений, анализа, испытаний.
Цель измерения характеристик нахождение значения соответствующей
физической величины.
Цель измерительного контроля заключение о годности продукции и
соответствии нормам.
Этапы проведения измерений:
● выбор и использование соответствующей аттестованной методики
проведения измерений (ДСТУ 3921.1-99);
● выбор и подготовка поверенных СИТ;
● выполнение измерений (однократные; многократные;
статистические);
● обработка и анализ результатов измерений;
● принятие решения о качестве продукции (сертификация продукции).

12. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.2 Вычисление значения измеряемой величины
Пусть модель объекта (измеряемой величины)
Х = ƒ (X1, X2, …, Xm) – ∆мет;
при измерениях получены результаты наблюдений Хij,
i = 1, …, m – количество прямо измеряемых входных величин;
j = 1, …, n – число наблюдений каждой входной величины.
Результат измерения:
~
Х:
~
Х Х р
Порядок нахождения
1) исключение известных систематических погрешностей путем введения
поправок ∆c ij:
Х΄ij = Хij – ∆c ij ;
2) вычисление среднего арифметического каждой входной величины:
n
X ij
~
Х j 1 ;
i
n

13. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3) вычисление оценок СКО результатов наблюдений каждой величины:
n
~ 2
(X ij Х i)
S(Х i)
j 1
(n 1)
4) оценка равноточности измерений (исключение грубых погрешностей)
– по критерию Смирнова
(сравнивая значения
Vij
~
X ij X i
S(Xi)
с коэффициентами Смирнова)
– по критерию Райта;
5) уточнение среднего арифметического каждой входной величины и
вычисление значения измеряемой величины:
~
~
~
Х f Х 1 ... Х m Δмет.

14. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.3 Процедура оценивания погрешности
1) вычисление оценок СКО
– входных величин:
n
~
S(Х i)
~ 2
(X ij Х i)
j 1
n (n 1)
– результата измерения:
S(Х)
m
f
~
S(Х)
i
X
1
i
2
2) определение доверительных границ случайной составляющей
погрешности:
Δ P t P (v) S (Х) ,
tP(v) – квантиль распределения Стьюдента для заданной Рд
при числе степеней свободы v = n – 1.

15. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3) вычисление границ и СКО неисключенной систематической
составляющей погрешности:
Δ нс k
f
Δ нсi
X
1
i
m
2
Sнс
;
Δ нс
3k
k = 1,1 при Рд = 0,95;
∆нсi определяется по имеющейся информации;
4) вычисление СКО суммарной погрешности:
5) оценка погрешности измерения
если ∆нс /
S(Х) < 0,8
если ∆нс /
S(Х) > 8
если 0,8 ≤ ∆нс /
S(Х) ≤ 8
S
2
S (Х)2 Sнс
;
ΔP = Δ P ;
Δ P = ∆нс;
ΔP
Δ Р Δ нс
S
S (Х) Sнс

16. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.4 Оценивание погрешности однократных измерений
прямые измерения (i = 1,
j = 1)
~
Х Х
Р
~
Х = Хизм – ∆c ; ∆Р = ∆max ,
(∆max через класс точности прибора).
косвенные измерения (i = 2, …, m,
j = 1)
~
Х Х
~
~
~
Х f Х 1 ... Х m мет.
Р
ΔP
2
f
Δ max i ;
X
1
i
m

17. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

● если
Х = ∑ Xi
X
● если
ΔP
X1 ... X
X 1 ... X m
m
2
Δ
1
max i
m
δХ
● если
Х = kY
∆Х = k ∆Ymax
● если
X = Yn
δХ = n δYmax
(∆max и
δmax
2
δ max i
1
ΔP
∆Х = nYn-1∆Y max
вычисляются через класс точности).
δХ X
100%

18. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.5 Оценивание погрешности испытаний
X
Пусть X = f (Y).
изм
∆зад – погрешность задания значения Y
изм
Погрешность испытаний Х
исп изм
При Х =
X
y
Y
зад
ƒ (X1, X2, …, Xm) наибольшая погрешность испытаний
исп изм
m
X
X i
i
i 1
2
зад
Y

19. Раздел 1 Метрология Лекция 3 Обработка результатов измерений

3.6 Оценка ошибок контроля качества
Ошибки контроля качества:
● ошибка контроля І вида: годная продукция
идентифицируется как негодная.
● ошибка контроля ІІ вида: негодная продукция
идентифицируется как годная.
Статистика:
Пусть контролируется величина Х.
Б – число единиц продукции, неправильно принятых за годные (в % от
общего числа измеренных);
Г – число единиц продукции, неправильно забракованных.
S
Аs
100%
Х
AS
Б
Г
1,6
3
5
0,37…0,39
0,87…0,9
1,6…1,7
0,7…0,75
1,2…1,3
2,0…2,25

20. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 4 Качество электрической энергии
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Качество электрической
энергии и работа потребителей.
2. Показатели качества электроэнергии.
3. Определение показателей качества электроэнергии.

21. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

4.1 Качество электрической энергии и работа потребителей
Электромагнитная среда система электроснабжения и присоединенные к
ней электрические аппараты и оборудование, связанные кондуктивно и
создающие помехи, отрицательно влияющие на работу друг друга.
Электромагнитная совместимость технических средств возможность
нормальной работы в существующей электромагнитной среде.
Допустимые уровни помех в электрической сети характеризуют качество
электроэнергии и называются показателями качества электроэнергии.
Качество электроэнергии степень соответствия ее параметров
установленным нормам.
Показатели качества электрической энергии, методы их оценки и нормы
ГОСТ 13109-97: «Электрическая энергия. Совместимость технических
средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в
системах электроснабжения общего назначения».

22. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Свойства электрической энергии
Отклонение напряжения отличие фактического напряжения в
установившемся режиме работы системы электроснабжения от его
номинального значения при медленном изменении нагрузки.
Колебания напряжения быстроизменяющиеся отклонения напряжения
длительностью от полупериода до нескольких секунд.
Несимметрия напряжений несимметрия трёхфазной системы напряжений
Несинусоидальность напряжения искажение синусоидальной формы.
кривой напряжения.
Отклонение частоты отклонение фактической частоты переменного
напряжения от номинального значения в установившемся режиме
работы системы электроснабжения.
Провал напряжения внезапное и значительное снижение напряжения (<
90%Uн) длительностью от нескольких периодов до нескольких
десятков
секунд с последующим восстановлением напряжения.
Временное перенапряжение внезапное и значительное повышение
напряжения (> 110%Uн) длительностью более 10 миллисекунд.
Импульсное перенапряжение резкое повышение напряжения
длительностью менее 10 миллисекунд.

23. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Свойства электрической энергии и вероятные виновники ее ухудшения
Свойства электроэнергии
Наиболее вероятные виновники
Отклонение напряжения
Энергоснабжающая организация
Колебания напряжения
Потребитель с переменной нагрузкой
Несинусоидальность напряжения Потребитель с нелинейной нагрузкой
Несимметрия напряжений
Потребитель с несимметричной
нагрузкой
Отклонение частоты
Энергоснабжающая организация
Провал напряжения
Энергоснабжающая организация
Импульс напряжения
Энергоснабжающая организация
Временное перенапряжение
Энергоснабжающая организация

24. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Свойства эл. энергии

Отклонение напряжения Технологические установки:
срок службы, вероятность аварии
технологический процесс длительность и
себестоимость
Электропривод:
реактивная мощность (3…7% на 1%U)
момент (25% при 0,85Uн), потребляемый ток
срок службы
Освещение:
срок службы ламп (в 4 раза при 1,1 Uн)
световой поток (на 40% ламп накаливания и
на 15% люминисцентных ламп при 0,9 Uн),
ЛЛ мерцают или не зажигаются при < 0,9 Uн

25. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Влияние свойств електроэнергии на работу потребителей
Свойства эл. энергии
Колебания напряжения
Влияние на работу потребителей
Технологические установки и электропривод:
срок службы, эффективность работы
брак продукции
вероятность повреждения оборудования
вибрации электродвигателей, механизмов
отключение автоматических систем управления
отключение пускателей и реле
Освещение:
пульсация светового потока,
производительность труда,
здоровье работников

26. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Влияние свойств електроэнергии на работу потребителей
Свойства эл. энергии
Влияние на работу потребителей
Несимметрия напряжения
Электрооборудование:
потери в сети,
тормозные моменты в электродвигателях,
срок службы (вдвое при 4% обратной
последовательности), эффективность работы
перекос фаз и последствия, как при отклонении
напряжения
Несинусоидальность
напряжения
Электрооборудование:
однофазные короткие замыкания на землю
кабельных линий передач, пробой
конденсаторов, потери в линиях, потери в
электродвигателях и трансформаторах,
коэффициент мощности
Отклонение частоты
развал энергосистемы
аварийная ситуация

27. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

4.2 Показатели качества электрической энергии
Свойства эл. энергии
Показатель качества
Отклонение напряжения
Установившееся отклонение напряжения δUу
Колебания напряжения
Размах изменения напряжения δUt
Доза фликера Pt
Несинусоидальность
напряжения
Коэффициент искажения синусоидальности
кривой напряжения КU
Коэффициент n-ой гармонической
составляющей напряжения КUn
Несимметрия
напряжений

обратной последовательности К2U
Коэффициент несимметрии напряжений по
нулевой последовательности К0U

28. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Свойства эл. энергии
Показатель качества
Отклонение частоты
Отклонение частоты Δf
Провал напряжения
Длительность провала напряжения ΔUп
Глубина провала напряжения δUп
Импульс напряжения
Импульсное напряжение Uимп
Временное
перенапряжение
Коэффициент временного перенапряжения КперU
Длительность временного перенапряжения ΔtперU

29. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

4.3 Определение показателей качества электроэнергии
Установившееся отклонение напряжения δUу:
U у
Uу
U у U ном
U ном
100%
n
2
U
i n
– среднеквадратическое значение напряжения
1
Значения Ui получают усреднением не менее 18 измерений на интервале
времени 60 с.
Нормально допустимое δUу = ±5%, предельное ±10%.

30. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Размах изменения напряжения δUt:
U
U i U i 1
U t
100%
U ном
Ui
Ui+1
t
t
Ui и Ui+1 – значения следующих друг за другом экстремумов U,
среднеквадратическое значение которого имеет форму меандра.
Предельно допустимые нормы размаха изменения напряжения приведены в
стандарте в виде графика
(из которого, например, δUt = ±1,6% при Δt = 3 мин, δUt = ±0,4% при Δt = 3 с).

31. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU:
m
KU
2
U
n
n 2
U ном
100%
Un – действующее значение n-гармоники (m = 40);
Нормально допустимое КU ,%
Предельно допустимое КU ,%
при Uн, кВ
при Uн, кВ
0,38
6 – 20
35
0,38
6 – 20
35
8,0
5
4,0
12
8,0
6,0
KU находится усреднением результатов n ≥ 9 измерений в течение 3 с.

32. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения КUn
KUn
Uт
100%
U ном
Нормально допустимое КUn:
Нечетные гармоники, не кратные 3 Предельно допустимое КU при Uн
при Uн, кВ
n
0,38
6 – 20
35
n
0,38
6 – 20
35
5
6,0%
4,0%
3,0%
3
2,5%
1,5%
1,5%
7
5,0%
3,0%
2,5%
9
0,75%
0,5%
0,5%
11
3,5%
2,0%
2,0%
Предельно допустимое КUn = 1,5 КUn норм
КUn находится усреднением результатов n ≥ 9 измерений в течение 3 с.

33. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Коэффициент несимметрии напряжений по обратной
последовательности К2U
K 2U
U2
100%
U1
U1 и U2 – напряжения прямой и обратной последовательностей.
Нормально допустимое К2U = 2,0%, предельно допустимое К2U = 4,0%
Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой
последовательности К0U
K 0U
3U 0
100%
U1
U0 – напряжение нулевой последовательности
Нормально допустимое К0U = 2,0%, предельно допустимое К0U = 4,0% при
U = 380 В

34. Раздел 1 Метрология Лекция 4 Качество электрической энергии

Длительность провала напряжения ΔUп
Предельно допустимое значение ΔUп = 30 с при U ≤ 20 кВ.
Глубина провала напряжения
U п
U ном U min
100%
U ном
Коэффициент временного перенапряжения
KперU
U m max
2U ном
Um max – наибольшее амплитудное значение за время контроля.
Отклонение частоты
Δf = fcp – fном
fcp – усредненное значение из n ≥ 15 измерений в течение 20 с.
Нормально допустимое Δf = ±0,2 Гц, предельно допустимое ±0,4 Гц.

35. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 5 Обеспечение единства и
необходимой точности измерений
1.
2.
3.
4.
СЕРТИФИКАЦИЯ
Единство измерений и его обеспечение.
Воспроизведение и передача единиц физических величин.
Поверка СИТ.
Калибровка СИТ.

36. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

5.1 Единство измерений и его обеспечение
Главная задача организации измерений достижение сопоставимых
результатов измерений одних и тех же объектов, выполненных в
разное время, в разных местах, с помощью разных методов и средств.
Единство измерений измерения проводятся по стандартным или
аттестованным методикам, результаты выражены в узаконенных
единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью.
Причина
Следствие
Использование неверных методик
измерений, неправильный выбор
СИТ
Нарушение технологических
процессов, потери энергетических
ресурсов, аварийные ситуации, брак
продукции и др.
Неправильное представление
результатов измерений
Непризнание результатов измерений
и сертификации продукции.

37. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Обеспечение единства измерений:
● метрологическое обеспечение;
● правовое обеспечение.
Метрологическое обеспечение установление и применение научных и
организационных основ, технических средств, правил и норм для
достижения единства и требуемой точности измерений
(регламентируется ДСТУ 3921.1-99).
Составные части метрологического обеспечения:
● научная основа
метрология;
● техническая основа
система государственных эталонов,
система передачи размеров единиц,
рабочие СИТ, система стандартных
образцов состава и свойств материалов;
● организационная основа метрологическая служба (сеть
учреждений и организаций);
● нормативная основа
законы Украины, ДСТУ и др.
нормативные документы.

38. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Правовое обеспечение закон Украины «Про метрологію та
метрологічну діяльність» и другие нормативно-правовые акты.
Форма обеспечения единства измерений государственный
метрологический контроль и надзор (ГМК и Н)
Цель ГМК и Н проверка соблюдения требований закона и нормативноправовых актов Украины и нормативных документов метрологии.
Объекты ГМК и Н СИТ и методики выполнения измерений.
Виды ГМК и Н:
ГМК ● государственные испытания СИТ и утверждение их типов;
● государственная метрологическая аттестация СИТ;
● поверка СИТ;
● аккредитация на право проведения метрологических работ.
ГМН ● надзор за обеспечением единства измерений проверка:
– состояния и применения СИТ,
– применения аттестованных методик измерений,
– правильности выполнения измерений,
– соблюдения требований закона, метрологических норм и правил.

39. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

5.2 Воспроизведение и передача единиц физических величин
Воспроизведение единицы совокупность мероприятий по
материализации единицы физической
величины с наивысшей точностью.
Эталон средство измерительной техники, обеспечивающее
воспроизведение, хранение и передачу размера единицы
физической величины.
Эталоны:
международные
государственные
вторичные
Государственный эталон официально утвержденный эталон,
обеспечивающий воспроизведение единицы
измерений и передачу ее размера вторичным
эталонам с наибольшей в стране точностью.

40. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Вторичные эталоны:
● эталон-копия;
● рабочий эталон.
Рабочий эталон для поверки или калибровки СИТ.
Передача размера единицы:
● методом непосредственного сличения;
● методом сличения с помощью компаратора.
Схема передачи размера единицы:
государственный эталон
↓
эталон – копия
↓
рабочие эталоны
↓
образцовые СИТ
↓
рабочие СИТ
На каждом этапе передачи единицы потеря точности в 3 – 10 раз.

41. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Единство и точность измерения определяются эталонной базой страны.
Национальная эталонная база Украины 37 государственных эталонов.
Государственные эталоны единиц электрических величин:
● эталон единицы силы электрического тока
(S ≤ 4∙10-6, δс ≤ 8∙10-6 для постоянного тока,
S ≤ 10-4, δс ≤ 2∙10-4 для переменного тока);
● эталон единицы напряжения
(S ≤ 5∙10-9, δс ≤ 10-8 для ЭДС и постоянного напряжения,
S ≤ 5∙10-5, δс ≤ 5∙10-4 для переменного напряжения);
● эталон единицы электрического сопротивления
(S ≤ 5∙10-8, δс ≤ 3∙10-7);
● эталон времени и частоты
(S ≤ 5∙10-14, δс ≤ 10-13);

42. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

5.3 Поверка СИТ
Поверка СИТ установление пригодности СИТк использованию на основе
результатов контроля их метрологических характеристик.
Цель поверки определение погрешностей и других метрологических
характеристик СИТ, регламентированных ТУ.
Виды поверок:
● первичная (при выпуске, после ремонта, при импорте);
● периодическая (при эксплуатации)
● внеочередная (при повреждении поверочного клейма,
утрате свидетельства о поверке, вводе в эксплуатацию
после длительного хранения)
● инспекционная (при осуществлении государственного
метрологического контроля)
● экспертная (при возникновении спорных вопросов
относительно метрологических характеристик, пригодности
и правильности использования СИТ)

43. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Поверке подлежат все СИТ, которые находятся в эксплуатации и на которые
распространяется государственный метрологический надзор.
Поверке подлежат также рабочие эталоны, образцовые СИТ и те средства,
которые используются во время государственных испытаний и
государственной аттестации СИТ.
Поверку производят:
● территориальные органы Госстандарта Украины, аккредитованные на
право ее проведения;
● аккредитованные метрологические службы предприятий и организаций.
Результаты поверки оформляются документально.
5.3 Калибровка СИТ
Калибровка СИТ определение в соответствующих условиях или
контроль метрологических характеристик СИТ, на
которые не распространяется государственный
метрологический надзор.

44. Раздел 1 Метрология Лекция 5 Обеспечение единства и необходимой точности измерений

Виды калибровки:
● метрологическая (выполняется метрологической
лабораторией);
● техническая (выполняется экспериментатором).
Функции метрологической калибровки:
● определение действительных значений метрологических
характеристик СИТ;
● определение и подтверждение пригодности СИТ к применению.
Функция технической калибровки:
● определение действительных значений отдельных характеристик
СИТ непосредственно перед использованием его в измерениях.
Необходимость калибровки в эксплуатации СИТ, на которые не
распространяется государственный метрологический надзор,
определяется их пользователем.
Метрологическая калибровка проводится аккредитованными лабораториями.
Техническая калибровка проводится пользователем СИТ.

45. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Оценивание качества продукции.
2. Экспертные методы определения
показателей качества.
3. Способы получения экспертных оценок.
4. Обработка данных экспертных оценок.

46. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

6.1 Оценивание качества продукции
Квалиметрия оценивание качества продукции.
Качество продукции многомерное свойство продукции, обобщенная
характеристика ее потребительских свойств;
нефизическая величина, оценивается
показателями качества.
Оценка качества в сравнении показателей качества с показателями
образцовой продукции.
Показатель качества:
● физическая величина (измеряется измерительными методами);
● нефизическая величина (оценивается экспертными методами).
Показатели качества:
● единичные;
● комплексные (формируются из единичных).

47. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

Комплексные показатели:
● одноуровневые;
● многоуровневые;
● обобщенные.
Формирование комплексных показателей:
● по ивестной функциональной зависимости;
● по зависимости, принятой по соглашению;
● по принципу средневзвешенного:
n
– средневзвешенное арифметическое:
Q ciQi
;
i 1
n
– средневзвешенное геометрическое:
Q
n
Сі – весовые коєффициенты: обычно
c
i 1
i
ci
Q
i
i 1
n
c
i
i 1
1
.
.

48. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

6.2 Экспертные методы определения показателей качества
Экспертные методы когда проведение измерений невозможно или
экономически неоправдано.
Экспертные
методы
Органолептический
метод
Социологический
метод
Органолептический метод определение свойств объекта с помощью
органов чувств человека
(зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса).
Социологический метод определение свойств объекта на основе
массовых опросов населения или его групп
(каждый индивидуум выступает в роли эксперта).

49. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

Экспертная оценка результат грубого оценивания.
Для повышения достоверности оценки групповой метод оценивания
(экспертная комиссия).
Формирование экспертной комиссии путем тестирования
(проверка компетентности).
Необходимые условия:
● согласованность оценок экспертов;
● независимость оценок экспертов.
Численность экспертной группы ≥ 7 и ≤ 20 человек.
Проверка согласованности оценок
при формировании экспертной группы:
● по непротиворечивости оценок
(критерию Смирнова);
● по коэффициенту конкордации.

50. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

1. Проверка непротиворечивости оценок экспертов по критерию Смирнова β
Среднее арифметическое значение оценки
m – количество экспертов;
СКО оценок
S
~ 2
Q
Q
i)
m 1
.
Оценка считается непротиворечивой, если
~
Q
Qi
~
Qi Q
S
m
,
.
2. Проверка согласованности оценок экспертов по коэффициенту конкордации
Коэффициент конкордации
W
12S
m 2 (n 3 n)
n – количество оцениваемых факторов (свойств продукции).
Оценки согласованы, если
(n 1)тW 2
χ2 – критерий согласия (квантиль χ2-распределения)

51. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

6.3 Способы получения экспертных оценок
Задачи оценивания:
● ранжирование однородных объектов по степени
выраженности заданного показателя качества;
● количественная оценка показателей качества
в условных единицах или весовых коэффициентах.
Построение ранжированного ряда:
а) попарное сопоставление всех объектов
(«больше» – «меньше», «лучше» – «хуже»);
б) составление ранжированного ряда
(по убыванию или возрастанию оценок сравнения).
Количественная экспертная оценка в долях единицы или баллах.
Основная характеристика бальной шкалы – количество градаций
(оценочных точек).
Используются 5-, 10-, 25- и 100-бальные шкалы.

52. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

Пример построения бальной шкалы оценок.
1) устанавливается максимальная общая оценка продукции в баллах Qmax ;
2) каждому отдельному показателю качества присваивается весовой
коэффициент сi ;
3) по сi , исходя из Qmax, устанавливают максимальную бальную оценку
каждого показателя Qi max = сi Qmax ;
4) устанавливаются скидки от идеальной оценки показателя при снижения
качества ki ;
5) определяется бальная оценка каждого показателя Qi = ki сi Qmax ;
6) определяется общая оценка продукции в баллах
n
QΣ =
Q
i 1
i
;
7) исходя из возможных бальных оценок, определяют число степеней
качества (категорий, сортов).

53. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

6.4 Обработка данных экспертных оценок
1. Проверка однородности массива оценок по суммарной оценке рангов:
R Rij
j 1 i 1
n
m
2
j = 1, 2, 3 … n – номер ранга;
I = 1, 2, 3 … m – номер эксперта;
Rij – ранги, присвоенные каждым экспертом.
Массив считается однородным, если RΣ ≥ Rкр
(критическая оценка Rкр по таблице для Рд = 0,95).
Если условие не выполняется повторное оценивание или
формирование новой группы экспертов.
2. Построение ранжированного ряда
m
Rj
m
Ri1; ........ Rin
i 1
i 1

54. Раздел 1 Метрология Лекция 6 Основы экспертной квалиметрии

Таблица оценок Rкр для доверительной вероятности Рд = 0,95
Число экспертов
Количество рангов
3
4
5
6
7
8
9
2
6,6
1,2
2,2
3,6
5,0
7,1
9,7
3
12,6
2,6
4,7
7,6
11,1
15,8
21,6
4
21,7
4,5
8,1
13,3
19,7
28,1
38,4
5
33,1
6,9
12,4
20,8
30,8
43,8
60,0
6
47,0
9,8
17,6
30,0
44,4
63,1
86,5
7
63,0
13,1
23,8
40,7
60,5
85,0
115,0
8
81,7
17,0
29,8
48,3
73,2
105,0
145,0
9
102,6
21,4
37,5
60,9
92,8
135,0
185,0
10
126,1
26,3
46,2
75,0
113,8
160,0
225,0
М (множитель)
10
100
100
100
100
100
100
Rкр = k (m,n) M.

55. Метрология, стандартизация и сертификация в электроэнергетике

МЕТРОЛОГИЯ
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
КАЧЕСТВО
Лекция 7 Метрологическая служба
СЕРТИФИКАЦИЯ
1. Государственная метрологическая
система Украины.
2. Метрологическая служба Украины.
3. Международные и региональные организации по метрологии.

56. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

7.1 Государственная метрологическая система Украины
Государственная метрологическая система Украины:
● законодательная база;
● метрологическая служба.
● реализация единой технической политики в области метрологии
● защита граждан и национальной экономики от последствий
недостоверных результатов измерений
● экономия всех видов материальных ресурсов
Функции ● повышение уровня фундаментальных исследований и научных
ГМСУ
разработок
● обеспечение качества и конкурентоспособности отечественной
продукции
● создание научно-технических, нормативных и организационных
основ обеспечения единства измерений в государстве

57. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Законодательная база метрологической системы Украины
● закон Украины "Про метрологію та метрологічну діяльність"
● государственные стандарты Украины (ДСТУ);
● отраслевые стандарты и технические условия;
● типовое положение о метрологических службах центральных органов
исполнительной власти, предприятий и организаций.

● государственная метрологическая система
● применение, воспроизведение и хранение единиц измерений
● применение СИТ и использование результатов измерений
● структура и деятельность государственной и ведомственной
Основные
метрологических служб
положения
● государственный и ведомственный метрологический
закона
контроль и надзор
● организация государственных испытаний, метрологической
аттестации и поверки СИТ
● финансирование метрологической деятельности

58. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Нормативные документы по метрологии
● Разработка и утверждение нормативных документов по метрологии
осуществляется в соответствии с законодательством.

Госпотребстандартом Украины, являются обязательными для исполнения
центральными и местными органами исполнительной власти, органами
местного самоуправления, предприятиями, организациями, гражданами –
субъектами предпринимательской деятельности и иностранными
производителями.
● Требования нормативных документов по метрологии, утвержденные
центральными органами исполнительной власти, являются обязательными
для исполнения предприятиями и организациями, относящимися к сфере
управления этих органов.
● Предприятия и организации могут разрабатывать и утверждать в
сфере своей деятельности документы по метрологии, которые
конкретизируют утвержденные Госпотребстандартом Украины нормативные
документы и не противоречат им.
Закон Украины "Про метрологію та метрологічну діяльність"

59. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

7.2 Метрологическая служба Украины
Метрологическая служба Украины:
● государственная метрологическая служба;
● ведомственная метрологическая служба.
Государственная метрологическая служба организует, осуществляет и
координирует деятельность по обеспечению единства измерений.
● Государственный комитет по техническому регулированию и
потребительской политике (Госпотребстандарт Украины)
● государственные научные метрологические центры
● территориальные метрологические органы Госпотребстандарта
Структура ● Государственная служба единого времени и эталонных
ГМС
частот
● Государственная служба стандартных образцов веществ и
материалов
● Государственная служба стандартных справочных данных о
физических константах и свойствах веществ и материалов

60. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Основные фукции ГМС:
● разработка научных, технических, законодательных и организационных
основ метрологического обеспечения
● разработка, совершенствование и поддержание эталонной базы
● разработка нормативных документов по обеспечению единства измерений
● стандартизация норм и правил метрологического обеспечения
● создание систем передачи размеров единиц измерений
● разработка и аттестация методик выполнения измерений
● организация государственной поверки и калибровка СИТ
● государственный метрологический контроль и надзор за производством и
применением СИТ, соблюдением метрологических норм и правил
● обеспечение единства измерения времени и частоты и определение
параметров вращения Земли
● разработка и внедрение стандартных образцов состава и свойств
веществ и материалов
● разработка и внедрение стандартных справочных данных о физических
константах и свойствах веществ и материалов

61. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Ведомственная метрологическая служба:
● центральных органов исполнительной власти (министерств, ведоств);
● объединений предприятий;
● предприятий и организаций;
● обеспечение единства измерений в сфере своей деятельности
● разработка и внедрение современных методов измерений,
СИТ, стандартных образцов состава и свойств веществ и
материалов
Основные
функции
ВМС
● организации и осуществление ведомственного
метрологического контроля и надзора
● разработка и аттестация методик выполнения измерений,
метрологической аттестации, поверки и калибровки СИТ
● организация и проведение государственных испытаний,
ведомственной поверки, калибровки и ремонта СИТ
● организация метрологического обеспечения испытаний и
сертификации продукции
● проведение аккредитации измерительных и калибровочных
лабораторий

62. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

● Метрологические службы предприятий и организаций создаются с
целью организации и выполнения работ по метрологическому обеспечению
разработки, производства, испытаний, использования продукции.
● В метрологическую службу предприятия и организации входят
метрологическое подразделение и (или) другие подразделения.
● Работы по обеспечению единства измерений относятся к основным
видам работ, а подразделения метрологической службы – к основным
производственным подразделениям.
Типовое положение о метрологических службах центральных
органов исполнительной власти, предприятий и организаций
На право проведения:
● государственных испытаний,
● поверки и калибровки СИТ,
● аттестации методик выполнения измерений,
● проведения ответственных измерений
аккредитация

63. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

7.3 Международные и региональные организации по метрологии
Основные международные метрологические организации:
● Международная организация мер и весов;
● Международная организации законодательной метрологии;
● Международная электротехническая комиссия.
Международная организация мер и весов (ОIPM)
(создана на основе Метрической конвенции 1875 г., 48 стран-участниц).
Высший орган: Генеральная конференция по мерам и весам.
Руководящий орган: Международный комитет мер и весов (CIPM):
Состав: 18 крупнейших физиков и метрологов мира;
Структура: 8 Консультативных комитетов:
– по электричеству,
– термометрии,
– определению метра,
– определению секунды,
– по единицам физических величин и др.

64. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

При CIPM Международное бюро мер и весов (BIPM)
Основные задачи BIPM:
● сохранение международных эталонов единиц и сравнение с ними
национальных эталонов;
● совершенствование метрической системы измерений;
● координация деятельности национальных метрологических
организаций.
Международная организации законодательной метрологии (OIML)
(с 1956г., более 80 стран-участниц).
Высший орган: Международная конференция законодательной
метрологии.
Руководящиq орган: Международный комитет законодательной
метрологии (ICML).
При ICML Международное бюро законодательной метрологии.

65. Раздел 1 Метрология Лекция 7 Метрологическая служба

Цели OIML:
● установление единства измерений на международном уровне;
● обеспечение сходимости результатов измерений и исследований в
разных странах для достижения одинаковых характеристик продукции;
● разработка рекомендаций по оценке неопределенностей измерений,
теории измерений, методам измерений и поверки СИТ и т.п.;
● сертификация СИТ.
Международная электротехническая комиссия (IEC)
(с 1906г., 80 стран-участниц) основной международный орган
по стандартизации в области электротехники, радиоэлектроники и связи
и сертификации изделий электронной техники.
Основные региональные организации
КООМЕТ –
метрологическая организация стран центральной и восточной
Европы (включая Украину);
ЕВРОМЕТ – метрологическая организация ЕС;
ВЕЛМЕТ – европейское объединение по законодательной метрологии;
EAL –
европейское объединение по калибровке. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

ГБПОУ «УРЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Согласовано:

на методическом совете

Т.И.Соловьева

«____» ______________ 201 г

Утверждаю:

Заместитель директора по УР

Т.А. Маралова

«____» ______________ 201 г

Рабочая программа учебной дисциплины

ОП.03. Метрология, стандартизация, сертификация

по специальности 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям)

г. Урень

Рабочая программа учебной дисциплины ОП.03. Метрология, стандартизация, сертификация разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее - ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее - СПО) 13.02.07 Энергоснабжение (по отраслям) укрупненной группы специальностей 13.00.00 Электро- и теплоэнергетика.

Организация-разработчик: ГБПОУ «Уренский индустриально- энергетический техникум»

Разработчики: Леднева Марина Михайловна,

преподаватель спец. дисциплин,

ГБПОУ «Уренский индустриально-энергетический техникум».

Рассмотрено:

МО педагогических работников

специальных дисциплин

№ 1 от 28 августа 2017 г.

Руководитель МО _________

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОП .03. Метрология, стандартизация, сертификация

1.1 Область применения примерной программы

Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО13.02.07 Энергоснабжение (по отраслям) укрупненной группы специальностей 13.00.00 Электро- и теплоэнергетика.

1.2 Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы : учебная дисциплина ОП.03. Метрология, стандартизация, сертификация входит в профессиональный цикл, является общепрофессиональн ой дисциплин ой .

1.3 Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

Результатом освоения учебной дисциплины является овладение обучающимися видом профессиональной деятельности, в том числе формирование профессиональных (ПК) и общих (ОК) компетенций: ОК 1-9, ПК 1.1 - 1.5, 2.1 - 2.6, 3.1 - 3.2.

OK 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

OK 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

ПК 1.2. Выполнять основные виды работ по обслуживанию трансформаторов и преобразователей электрической энергии.

ПК 1.3. Выполнять основные виды работ по обслуживанию оборудования распределительных устройств электроустановок, систем релейных защит и автоматизированных систем.

ПК 1.4. Выполнять основные виды работ по обслуживанию воздушных и кабельных линий электроснабжения.

ПК 1.5. Разрабатывать и оформлять технологическую и отчетную документацию.

ПК 2.2. Находить и устранять повреждения оборудования.

ПК 2.3. Выполнять работы по ремонту устройств электроснабжения.

ПК 2.4. Оценивать затраты на выполнение работ по ремонту устройств электроснабжения.

ПК 2.5. Выполнять проверку и анализ состояния устройств и приборов, используемых при ремонте и наладке оборудования.

ПК 2.6. Производить настройку и регулировку устройств и приборов для ремонта оборудования электрических установок и сетей.

ПК 2.1. Планировать и организовывать работу по ремонту оборудования.

ПК 3.1. Обеспечивать безопасное производство плановых и аварийных работ в электрических установках и сетях.

ПК 3.2. Оформлять документацию по охране труда и электробезопасности при эксплуатации и ремонте электрических установок и сетей.

уметь:

применять требования нормативных документов к основным видам продукции (услуг) и процессов;

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать :

формы подтверждения качества

максимальная учебная нагрузка обучающегося 96 часов, в том числе:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 64 часа;

самостоятельной работы обучающегося 32 часа.

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

лабораторные работы

практические работы

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

32

в том числе:

внеаудиторная работа

индивидуальные задания

Итоговая аттестация в форме экзамена

Тематический план и содержание учебной дисциплины ОП.03. Метрология, стандартизация и сертификация

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект)

Объем часов

Усвоенные компетенции

Уровень освоения

1

2

3

4

5

Раздел 1. Метрология

44

Тема 1.1

Основы теории измерений

6

Основные характеристики измерений. Понятие о физической величине. Значение физических единиц. Физические величины и измерения. Эталоны и образцовые средства измерений.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Тема 1.2

Средства измерений

16

Средства измерений и их характеристики. Классификация средств измерения.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование. Метрологическое обеспечение и его основы.

Самостоятельная работа

Написать конспект составления блока мер требуемого размера.

Тема 1.3 Метрологическое обеспечение измерений

22

Выбор средств измерений. Методы определения и учёта погрешностей. Обработка и представление результатов измерения.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Лабораторная работа № 1 : Выявление погрешностей измерений .

Лабораторная работа № 2: Устройство и применение средств измерения специального назначения.

Лабораторная работа № 3: Измерение размеров деталей с помощью концевых мер длины.

Лабораторная работа № 4: Измерение параметров деталей с помощью штанген – инструментов.

Лабораторная работа № 5 : Измерение параметров деталей с помощью микрометра.

Лабораторная работа № 6: Настройка приборов для измерения электрических величин .

Самостоятельная работа

Написать конспект с описанием параметров выбраковки деталей.

Демонстрации:

Компьютер.

Проектор.

Приборы:

Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,05.

Микрометр гладкий МК25 .

Микрометр рычажный МР25 .

Набор КМД №2 кл.2 .

Плакаты:

Классификация средств измерений

Метрологические характеристики средств измерений:

а) Функция преобразования.

б) Механизм образования основной и дополнительной погрешностей СИ.

в) Зависимость погрешности СИ от уровня входного сигнала.

г) Основная погрешность и классы точности си по ГОСТ 8.401-80.

Плакаты: Погрешности измерений

1. Нормальный закон распределения случайных погрешностей.

2. Интервальная оценка случайной погрешности.

3. Нормальный закон распределения при наличии систематической погрешности.

4. Определение доверительного интервала по интегральной функции распределения погрешности.

5. Систематизация погрешностей.

Раздел 2. Основы стандартизации

30

Тема 2.1 Государственная система стандартизации

14

Нормативные документы по стандартизации, их категории. Виды стандартов. Общероссийские классификаторы. Требования и порядок разработки стандартов.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Лабораторная работа №7: Изучение построения стандарта.

Лабораторная работа № 8: Построение списка объектов и субъектов стандартизации.

Самостоятельная работа

Вычертить схему построения параметрических рядов.

Тема 2.2 Показатели качества продукции

16

1 .

Классификация средств размещения. Методы стандартизации.

ОК 1-9

ПК 1.1-1.5

ПК 2.1-2.6

ПК 3.1-3.2

Методы определения показателей качества. Основополагающие Государственные стандарты.

Лабораторная работа № 9: Определение качества продукции электроснабжения.

Самостоятельная работа

написать реферат на тему «Качество электротехнических материалов и продукции».

Демонстрации:

Компьютер.

Проектор.

Плакаты:

Основные положения государственной системы стандартизации (ГСС).

Правовые основы стандартизации.

Организационная структура международной организации по стандартизации ISO.

Определение оптимального уровня унификации и стандартизации.

Ответственность изготовителя, исполнителя, продавца за нарушение прав потребителя.

Поблочная структура основных положений «Закона о защите прав потребителя» .

Раздел 3. Основы сертификации и лицензирования

22

Тема 3.1

Общие понятия о сертификации

6

Объекты и цели сертификации. Условия сертификации.

Тема 3.2 Система сертификации

Содержание учебного материала

16

Понятие качества продукции. Защита прав потребителя. Схема сертификации.

Обязательная сертификация. Добровольная сертификация.

Лабораторная работа № 10: Порядок составления претензий по качеству продукции.

Самостоятельная работа

Написать конспект - требования по обязательной сертификации продукции.

Демонстрации:

Компьютер.

Проектор.

Плакаты:

Всего:

64

32

3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1 Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета «Метрология, стандартизация и сертификация».

Оборудование учебного кабинета

посадочные места по количеству обучающихся;

рабочее место преподавателя;

комплект учебно-методической документации;

наглядные пособия (таблицы ГОСТ учебники и учебные пособия).

Технические средства обучения

компьютер с лицензионными программами;

проектор;

измерительный инструмент (штангенциркули, микрометры, нутромеры, калибры - различных типоразмеров);

детали узлов и механизмов, пригодных для измерений;

измерительные при боры электрических величин.

3.2 Информационное обеспечение обучения

Основные источники:

1. Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике: учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / (С.А.Зайцев, А.Н.Толстов, Д.Д.Грибанов, Р.ВМеркулов). – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 224 с.

2. Сборник нормативных актов Российской федерации, - М.: ЭКМОС, 2006 г. (гриф МинОбрНаука) (электронный вариант)

Дополнительные источники:

Грибанов Д.Д. Основы метрологии: учебник / Д.Д.Грибанов, С.А.Зайцев, А.В.Митрофанов. – М. : МГТУ «МАМИ», 1999.

Грибанов Д.Д. Основы сертификации: учеб. пособие / Д.Д.Грибанов – М. : МГТУ «МАМИ», 2000.

Грибанов Д.Д. Основы стандартизации и сертификации: учеб. пособие / Д.Д.Грибанов, С.А.Зайцев, А.Н.Толстов. – М. : МГТУ «МАМИ», 2003.

Интернет-ресурсы:

1. Министерство образования Российской Федерации. Режим доступа: http://www.ed.gov.ru

2. Федеральный портал «Российское образование». Режим доступа: http://www.edu.ru

3. Русская поисковая система. Режим доступа: http://www.rambler.ru

4. Русская поисковая система. Режим доступа: http://www.yandex.ru

5. Международная поисковая система. Режим доступа: http://www.Google.ru

6. Электронная библиотека. Режим доступа: http;//www.razym.ru

4. Контроль и оценка результатов освоения УЧЕБНОЙ Дисциплины

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий.

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

Умения:

использовать в профессиональной деятельности документацию систем качества;

оформлять технологическую и техническую документацию в соответствии с действующей нормативной базой;

приводить несистемные величины измерений в соответствие с действующими стандартами и международной системой единиц СИ;

применять требования нормативных документов к основным видам продукции (услуг) и процессов.

Решение производственных ситуаций при проведении лабораторно-практических занятий.

Внеаудиторная самостоятельная работа.

Знания:

задачи стандартизации, ее экономическую эффективность;

основные положения систем (комплексов) общетехнических и организационно-методических стандартов;

основные понятия и определения метрологии, стандартизации, сертификации и документации систем качества;

терминологию и единицы измерения величин в соответствии с действующими стандартами и международной системой единиц СИ;

формы подтверждения качества.

Устный опрос, экспертное наблюде­ние на практических занятиях, внеаудиторная самостоятельная работа.

Оценка индивидуальных образовательных достижений по результатам текущего контроля производится в соответствии с универсальной шкалой (таблица).

Конституция РФ (ст. 71) устанавливает, что в ведении Российской Федерации находятся стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени. Таким образом, эти положения Конституции РФ закрепляют централизованное руководство основными вопросами законодательной метрологии (единицы величин, эталоны и связанные с ними другие метрологические основы). В этих вопросах исключительное право за законодательными органами и государственными органами управления Российской Федерации. В 1993 году был принят закон РФ «Об обеспечении единства измерений», который определяет:

• основные метрологические понятия (единство измерений, средство измерений, эталон единицы величины, нормативный документ по обеспечению единства измерений, метрологическая служба, метрологический контроль и надзор, поверка средств измерений, калибровка средств измерений и другие);
• компетенцию Госстандарта России в области обеспечения единства измерений;
• компетенцию и структуру Государственной метрологической службы и других государственных служб обеспечения единства измерений;
• метрологические службы государственных органов управления Российской Федерации и юридических лиц (предприятий, организаций);
• основные положения о единицах величин Международной системы единиц, принято Генеральной конференцией по мерам и весам;
• виды и сферы распространения метрологического контроля и надзора;
• права, обязанности и ответственность государственных инспекторов по обеспечению единства измерений;
• обязательное создание метрологических служб юридических лиц, использующих средства измерений в сферах распространения государственного контроля и надзора;
• условия использования средств измерений в сферах распространения государственного контроля и надзора (утверждение типа, поверка);
• требования к выполнению измерений по аттестованным методикам;
• основные положения калибровки и сертификации средств измерений;
• источники финансирования работ по обеспечению единства измерений.

Рассмотрим некоторые статьи этого закона применительно к энергетике жилищно-коммунального хозяйства. Это статья 12 и 13 закона. На основе статей 12 и 13 закона все средства измерений, используемые в котельных, подлежат обязательной поверке и должны быть сертифицированны в установленном порядке. Как показали проверки состояния и применения средств измерений при оказании жилищно-коммунальных услуг, проведенные в IV квартале 2001 года инспекторами Саратовского СЦСМ - 60 % средств измерений не пригодны к эксплуатации, и это в разгар отопительного сезона. Более того, у части средств измерений не нашелся хозяин. На предприятиях отсутствует метрологическая служба или лица ответственные за метрологическое обеспечение, нет перечней применяемых средств измерений, нет графиков поверки средств измерений. Руководителям проверенных предприятий выданы главным государственным инспектором предписания по устранению замечаний, однако до настоящего времени нарушения не устранены. За невыполнение предписаний руководители предприятий будут привлечены к административной ответственности в виде штрафа до 10 000 рублей. Ответственность за правильность отнесения средств измерений к сфере государственного контроля и надзора несет руководитель предприятия. Конкретные перечни средств измерений, подлежащих поверке, составляются предприятиями-пользователями средств измерений и утверждаются территориальными органами Госстандарта России. На основании этого перечня владельцем средств измерений составляется график поверки и согласовывается с территориальным органом Госстандарта. На сегодняшний день предприятия ЖКХ не представили ни одного перечня и графика, тем самым грубо нарушая законодательство РФ. До сих пор не внедрен ГОСТ 51617–2000 г. «Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические условия», который обязателен к исполнению на всей территории Российской Федерации как для организаций, так и для индивидуальных предпринимателей, оказывающих жилищно-коммунальные услуги. Юридические и физические лица, а также государственные органы управления Российской Федерации, виновные в нарушении метрологических правил и норм, несут в соответствии с действующем законодательством уголовную, административную либо гражданско-правовую ответственность. Многих проблем, связанных с обеспечением единства измерений и метрологического обеспечения производства, можно было избежать, если бы на предприятиях ЖКХ были организованны метрологические службы. Рассмотрим другую статью указанного выше закона ст. 11. При выполнении работ в сферах распространения государственного контроля и надзора создание метрологических служб или иных организационных структур по обеспечению единства измерений является обязательным. Метрологическая служба предприятия, как правило, самостоятельное структурное подразделение, которое возглавляется главным метрологом, и осуществляет следующие основные функции:

• анализ состояния измерений на предприятии;
• внедрение современных методов и средств измерений, методик выполнения измерений;
• внедрение методических и нормативных документов в области метрологического обеспечения производства;
• контроль работоспособности средств измерений в процессе их эксплуатации (помимо поверки);
• обслуживание СИ в эксплуатации в соответствии с указаниями эксплуатационной документации;
• текущий ремонт средств измерений; надзор за состоянием и применением средств измерений;
• учет средств измерений на предприятии.

Грамотно поставленный учет состояния средств измерений дает данные, которые обеспечивают:

• формирование потребности предприятия и отдельных его цехов в средствах измерений;
• формирование перечней средств измерений, подлежащих поверке, в том числе и списанию;
• планирование поверки средств измерений и фиксирование ее результатов;
• планирование ремонтов средств измерений;
• расчеты за поверочные и ремонтные работы;
• анализ работы ремонтного персонала.

Для решения поставленных задач по обеспечению единства измерения, внедрения ГОСТ 51617–2000 г. и связанных с ним мероприятий, предлагаем разработать областную целевую программу, направленную на обеспечение оказываемых жилищно-коммунальных услуг требованиям соответствующих стандартов, на безопасность услуг для жизни, здоровья, имущества потребителя и охраны окружающей среды. Саратовский центр готов принять непосредственное активное участие в разработке целевой программы. Необходимо провести инвентаризацию средств измерений, находящихся в эксплуатации в ЖКХ. Важный вопрос - поверка средств измерений. Ее необходимость определена законодательством РФ и правилами безопасности в газовом хозяйстве. Что такое техника безопасности, и какие последствия могут быть, я думаю, говорить излишне. Поверка средств измерений - это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям. Основной показатель качества измерений - точность измерений. Без знания точности измерений невозможно оценить достоверность результатов контроля, обеспечить эффективное управление технологическим процессом, обеспечить достоверный учет материальных и энергетических ресурсов, принять правильные решения на основе результатов измерений. Поверку СИ осуществляет Саратовский центр, который имеет два отделения в городах Балаково и Балашове. Результатом поверки является подтверждение пригодности средства измерений к применению или признание средства измерений непригодным к применению. Если средство измерений по результатам поверки признано пригодным к применению, то на него наносится оттиск поверительного клейма и (или) выдается «Свидетельство о поверке». Если средство измерения по результатам поверки признано непригодным к применению, оттиск поверительного клейма гасится, «Свидетельство о поверке» аннулируется, выписывается «Извещение о непригодности». Поверка производится на основании графика поверки через межповерочный интервал, который устанавливается при проведении государственных испытаний и сертификации средств измерений. Как правило, межповерочный интервал указывается в паспорте на прибор. Не допускаются к применению средства измерения, у которых отсутствует пломба или клеймо, просрочен срок проверки, имеются повреждения, стрелка при отключении не возвращается к нулевому делению шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора. Эксплуатация газового оборудования с отключенными контрольно-измерительными приборами, предусмотренными проектом, блокировками и сигнализацией запрещается. Приборы, снятые в ремонт или на поверку, должны немедленно заменяться на идентичные, в том числе и по условиям эксплуатации. В этом году в соответствии с «Инструкцией по оценке готовности муниципальных образований, обеспечивающих энергоснабжение предприятий, организаций, населения и объектов социальной сферы к работе в осенне-зимний период» при составлении «Акта проверки готовности к работе в осенне-зимний период» будет производиться запись о наличии клейма или свидетельств о поверке контрольно-измерительных приборов, в т.ч. систем индивидуального контроля загазованности. В соответствии с «Правилами учета газа», утвержденными Минтопэнерго РФ 14 октября 1996 г., в условиях жилищно-коммунального хозяйства необходим учет расхода природного газа. Измерение и учет количества газа производится по методикам выполнения измерения, аттестованным в установленном порядке. Постановлениями Госстандарта России от 13.02.96 г. и от 02.02.99 г. введены в действие правила по метрологии ПР 50.2.019–96 «Методика выполнения измерений при помощи турбинных и ротационных счетчиков» и взамен РД 50–213–80 ГОСТ 8.563.1.3 «Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств» и ПР 50.2.022–99, регламентирующие требования к проектированию, монтажу, оснащению и эксплуатации измерительных комплексов (узлов учета). Введение этих документов требует проведения ряда мероприятий, связанных с приведением состояния и применения действующих узлов учета в соответствии с требованиями, установленными в указанных выше нормативных документах. Так как газ является сжимаемой средой, то весь объем потребленного газа в РФ приводится к нормальным условиям. Поэтому необходимо контролировать параметры газа, температуру, давление. В правилах любого типа. Считаем необходимой на узлах учета с большим потреблением газа установку электронного корректора. На каждом узле учета с помощью СИ должны определяться:

• время работы узла учета;
• расход и количество газа в рабочих и нормальных условиях;
• среднечасовая и среднесуточная температура газа;
• среднечасовое и среднесуточное давление газа.

Особое внимание следует обратить на проектирование узлов учета (вновь вводимых или реконструированных). Проектные организации разрабатывают проекты с нарушением требований действующего законодательства. Даже если согласовал Межрайгаз, это не значит, что проект годен, т.к. они согласуют только место врезки. Поэтому необходима метрологическая экспертиза технической документации. Эту экспертизу может делать метрологическая служба предприятий или орган государственной метрологической службы (Центр). В целях обеспечения единства измерений расхода количества природного газа необходимо:

• привести в соответствие средства измерений и их монтаж в соответствии с требованиями нормативных документов; обратить внимание на изоляцию прямого участка трубопровода, где установлен термометр;
• оснастить узлы учета средствами измерений параметров газа (температуры, давления);
• оформить техническую документацию по приложенной форме до срока очередной поверки 2002 г., но не позднее начала отопительного сезона.

При предъявлении счетчиков газа и расходомеров газа на очередную поверку свидетельство о предыдущей поверки и паспорт на измерительный комплекс иметь обязательно. Выводы:

• Необходимо разработать целевую программу по обеспечению единства измерения, внедрения ГОСТ 51617–2000 г. и связанных с ним мероприятий.
• Провести инвентаризацию средств измерений на предприятиях ЖКХ.
• Организовать метрологическую службу.
• Обеспечить представление графиков и перечней.
• Провести поверку всех СИ до начала отопительного сезона.
• Привести узлы учета природного газа в соответствие с требованиями действующих стандартов.

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Метрология имеет большое значение для прогресса в области конструирования, производства, естественных и технических наук, так как повышение точности измерений - один из наиболее эффективных путей познания природы человеком, открытий и практического применения достижений точных наук.

Значительное повышение точности измерений неоднократно являлось основной предпосылкой фундаментальных научных открытий.

Так, повышение точности измерения плотности воды в 1932 г. привело к открытию тяжелого изотопа водорода - дейтерия, определившего бурное развитие атомной энергетики. Благодаря гениальному осмыслению результатов экспериментальных исследований по интерференции света, выполненных с высокой точностью и опровергавшим существовавшее до того мнение о взаимном движении источника и приемника света, А. Эйнштейн создал свою всемирно известную теорию относительности. Основоположник мировой метрологии Д.И.Менделеев говорил, что наука начинается там, где начинают измерять. Велико значение метрологии для всех отраслей промышленности, для решения задач по повышению эффективности производства и качества продукции.

Приведем лишь несколько примеров, характеризующих практическую роль измерений для страны: доля затрат на измерительную технику составляет около 15 % всех затрат на оборудование в машиностроении и приблизительно 25 % в радиоэлектронике; ежедневно в стране выполняется значительное число различных измерений, исчисляемых миллиардами, трудятся по профессии, связанной с измерениями, значительное число специалистов.

Современное развитие конструкторской мысли и технологий всех отраслей производства свидетельствуют об органической связи их с метрологией. Для обеспечения научно-технического прогресса метрология должна опережать в своем развитии другие области науки и техники, ибо для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования.

Прежде чем рассматривать различные методы, обеспечивающие единство измерений, необходимо определить основные понятия и категории. Поэтому в метрологии очень важно правильно использовать термины, необходимо определить, что именно подразумевается под тем или иным названием.

Главные задачи метрологии по обеспечению единства измерений и способов достижения требуемых точностей непосредственно связаны с проблемами взаимозаменяемости как одного из важнейших показателей качества современных изделий. В большинстве стран мира меры по обеспечению единства и требуемой точности измерений установлены законодательно, и в Российской Федерации в 1993 г. был принят закон "Об обеспечении единства измерений".

Законодательная метрология ставит главной задачей разработку комплекса взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также других вопросов, нуждающихся в регламентации и контроле со стороны государства, направленных на обеспечение единства измерений, прогрессивных методов, способов и средств измерений и их точностей.

В Российской Федерации основные требования законодательной метрологии сведены в Государственные стандарты 8-го класса.

Современная метрология включает в себя три составляющих:

1. Законодательное.

2. Фундаментальное.

3. Практическое.

Законодательная метрология – раздел метрологии включающие комплексы взаимосвязанных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроля со стороны государства направленные на обеспечении единства измерений и единообразия средств измерений.

Вопросами фундаментальной метрологии (исследовательская метрология), созданием систем единиц измерения, физических постоянных разработкой новых методов измерений занимается теоретическая метрология .

Вопросами практической метрологии в различных сферах деятельности в результате теоретических исследований занимается прикладная метрология .

Задачи метрологии:

Обеспечение единства измерений

Определение основных направлений, развитие метрологического обеспечения производства.

Организация и проведение анализа состояние и измерений.

Разработка и реализация программ метрологического обеспечения.

Развитие и укрепление метрологической службы.

Объекты метрологии: Средства измерений, эталон, методики выполнения измерений и физические, и не физические (производственные величины).

История возникновения и развития метрологии.

Исторически важные этапы в развитии метрологии:

XVIII век - установление эталона метра (эталон хранится во Франции , в Музее мер и весов; в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);

1832 год - создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;

1875 год - подписание международной Метрической конвенции ;

1960 год - разработка и установление Международной системы единиц (СИ );

XX век - метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.

Вехиотечественной истории метрологии:

присоединение к Метрической конвенции;

1893 год - создание Д. И. Менделеевым Главной палаты мер и весов (современное название: «Научно-исследовательский институт метрологии им. Менделеева» ).

Метрология как наука и область практической деятельности возникла в древние времена. Основой системы мер в древнерусской практике послужили древнеегипетские единицы измерений, а они, в свою очередь были заимствованы в древней Греции и Риме. Естественно, что каждая система мер отличалась своими особенностями, связанными не только с эпохой, но и с национальным менталитетом.

Наименования единиц и их размеры соответствовали возможности осуществления измерений "подручными" способами, не прибегая к специальным устройствам. Так, на Руси основными единицами длины были пядь и локоть, причем пядь служила основной древнерусской мерой длины и означала расстояние между концами большого и указательного пальца взрослого человека. Позднее, когда появилась другая единица - аршин - пядь (1/4 аршина) постепенно вышла из употребления.

Мера локоть пришла к нам из Вавилона и означала расстояние от сгиба локтя до конца среднего пальца руки (иногда - сжатого кулака или большого пальца).

С XVIII в. в России стали применяться дюйм, заимствованный из Англии (назывался он "палец"), а также английский фут. Особой русской мерой была сажень, равная трем локтям (около 152 см) и косая сажень (около 248 см).

Указом Петра I русские меры длины были согласованы с английскими, и это по существу - первая ступень гармонизации российской метрологии с европейской.

Метрическая система мер введена во Франции в 1840 г. Большую значимость ее принятия в России подчеркнул Д.И. Менделеев, предсказав большую роль всеобщего распространения метрической системы как средства содействия "будущему желанному сближению народов".

С развитием науки и техники требовались новые измерения и новые единицы измерения, что стимулировало в свою очередь совершенствование фундаментальной и прикладной метрологии.

Первоначально прототип единиц измерения искали в природе, исследуя макрообъекты и их движение. Так, секундой стали считать часть периода обращения Земли вокруг оси. Постепенно поиски переместились на атомный и внутриатомный уровень. В результате уточнялись "старые" единицы (меры) и появились новые. Так, в 1983 г. было принято новое определение метра: это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. Это стало возможным после того, как скорость света в вакууме (299792458 м/с) метрологи приняли в качестве физической константы. Интересно отметить, что теперь с точки зрения метрологических правил метр зависит от секунды.

В 1988 г. на международном уровне были приняты новые константы в области измерений электрических единиц и величин, а в 1989 г. принята новая Международная практическая температурная шкала МТШ-90.

На этих нескольких примерах видно, что метрология как наука динамично развивается, что, естественно, способствует совершенствованию практики измерений во всех других научных и прикладных областях.

Бурное развитие науки, техники и технологии в ХХ веке потребовало развития метрологии как науки. В СССР метрология развивалась в качестве государственной дисциплины, т.к. нужда в повышении точности и воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось государственное регулирование различных понятий, относящихся к метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, напримерASTM . В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик государственные стандарты (эталоны) признаются главенствующими, в отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не пользоваться плохо зарекомендовавшим себя стандартом или прибором и договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения воспроизводимости измерений.

Объекты метрологии.

Измерения как основной объект метрологии связаны как с физическими величинами, так и с величинами, относящимися к другим наукам (математике, психологии, медицине, общественным наукам и др.). Далее будут рассматриваться понятия, относящиеся к физическим величинам.

Физическая величина . Под этим определением подразумевается свойство, общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Или, следуя Леонарду Эйлеру, «величиной называется все, что способно увеличиваться или уменьшаться, или то, к чему можно нечто прибавить или отчего можно отнять».

Вообще понятие «величина» многовидовое, т. е. относящееся не только к физическим величинам, являющимся объектами измерения. К величинам можно отнести количество денег, идей и т. п., т. к. к этим категориям применимо определение величины. По этой причине в стандартах (ГОСТ-3951-47 и ГОСТ-16263-70) приводится только понятие «физической величины», т. е. величины, характеризующей свойства физических объектов. В измерительной технике прилагательное «физическая» обычно опускается.

Единица физической величины - физическая величина, которой по определению придано значение, равное единице. Ссылаясь еще раз на Леонарда Эйлера: «Невозможно определить или измерить одну величину иначе, как приняв в качестве известной другую величину этого же рода и указав соотношение, в котором она находится к ней». Другими словами, для того чтобы охарактеризовать какую-либо физическую величину, нужно произвольно выбрать в качестве единицы измерения какую-либо другую величину того же рода.

Мера - носитель размера единицы физической величины, т. е. средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины данного размера. Типичными примерами мер являются гири, рулетки, линейки. В других видах измерений меры могут иметь вид призмы, вещества с известными свойствами и т. д. При рассмотрении отдельных видов измерения мы будем специально останавливаться на проблеме создания мер.

Понятие системы единиц. Внесистемные единицы. Естественные системы единиц.

Система единиц - совокупность основных и производных единиц, относящаяся к некоторой системе величин и образованная в соответствии с принятыми принципами. Система единиц строится на основе физических теорий, отражающих существующую в природе взаимосвязь физических величин. При определении единиц системы подбирается такая последовательность физических соотношений, в которой каждое следующее выражение содержит только одну новую физическую величину. Это позволяет определить единицу физической величины через совокупность ранее определенных единиц, а в конечном счете - через основные (независимые) единицы системы (см.Единицы физических величин ).

В первых Системах единиц в качестве основных были выбраны единицы длины и массы, например в Великобритании фут и английский фунт, в России - аршин и русский фунт. В эти системы входили кратные и дольные единицы, имевшие собственные наименования (ярд и дюйм - в первой системе, сажень, вершок, фут и другие - во второй), благодаря чему образовалась сложная совокупность производных единиц. Неудобства в сфере торговли и промышленного производства, связанные с различием национальных систем единиц, натолкнули на идею разработки метрической системы мер (18 век, Франция), послужившей основой для международной унификации единиц длины (метр) и массы (килограмм), а также важнейших производных единиц (площади, объема, плотности).

В 19 веке К. Гаусс и В.Э. Вебер предложили Систему единиц для электрических и магнитных величин, названную Гауссом абсолютной.

В ней в качестве основных единиц были приняты миллиметр, миллиграмм и секунда, а производные единицы образовывались по уравнениям связи между величинами в простейшем их виде, то есть с числовыми коэффициентами, равными единице (такие системы позднее получили название когерентных). Во 2-й половине 19 века Британская ассоциация по развитию наук приняла две системы единиц: СГСЭ (электростатическую) и СГСМ (электромагнитную). Этим было положено начало образованию и других Систем единиц, в частности симметричной системы СГС (которую называют также системой Гаусса), технической системы (м, кгс, сек; см. МКГСС система единиц ),МТС системы единиц и другие. В 1901 году итальянский физик Дж. Джорджи предложил Систему единиц, основанную на метре, килограмме, секунде и одной электрической единице (позднее был выбран ампер; см.МКСА система единиц ). Система включала получившие распространение на практике единицы: ампер, вольт, ом, ватт, джоуль, фараду, генри. Эта идея была положена в основу принятой в 1960 году 11-й Генеральной конференцией по мерам и весамМеждународной системы единиц (СИ). Система имеет семь основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела. Создание СИ открыло перспективу всеобщей унификации единиц и имело следствием принятие многими странами решения о переходе к этой системе или о ее преимущественном применении.

Наряду с практическими Системами единиц в физике пользуются системами, в основу которых положены универсальные физические постоянные, например скорость распространения света в вакууме, заряд электрона, постоянная Планка и другие.

Внесистемные единицы , единицы физических величин, не входящие ни в одну из систем единиц. Внесистемные единицы выбирались в отдельных областях измерений вне связи с построением систем единиц. Внесистемные единицы можно разделить на независимые (определяемые без помощи других единиц) и произвольно выбранные, но определяемые через другие единицы. К первым относятся, например, градус Цельсия, определяемый как 0,01 промежутка между температурами кипения воды и таяния льда при нормальном атмосферном давлении, полный угол (оборот) и другие. Ко вторым относятся, например, единица мощности - лошадиная сила (735,499 вт), единицы давления - техническая атмосфера (1 кгс/см 2), миллиметр ртутного столба (133,322 н/м 2), бар (10 5 н/м 2) и другие. В принципе применение внесистемных единиц нежелательно, так как неизбежные пересчеты требуют затрат времени и увеличивают вероятность ошибок.

Естественные системы единиц , системы единиц, в которых за основные единицы приняты фундаментальные физические постоянные - такие, например, как гравитационная постоянная G, скорость света в вакууме с, постоянная Планка h, постоянная Больцмана k, число Авогадро N A , заряд электрона e, масса покоя электрона m e и другие. Размер основных единиц в Естественных системах единиц определяется явлениями природы; этим естественные системы принципиально отличаются от других систем единиц, в которых выбор единиц обусловлен требованиями практики измерений. По идее М. Планка, впервые (1906) предложившего Естественные системы единиц с основными единицами h, c, G, k, она была бы независима от земных условий и пригодна для любых времен и мест Вселенной.

Предложен целый ряд других Естественных систем единиц (Г. Льюиса, Д. Хартри, А. Руарка, П. Дирака, А. Грески и др.). Для Естественных систем единиц характерны чрезвычайно малые размеры единиц длины, массы и времени (например, в системе Планка - соответственно 4,03*10 -35 м, 5,42*10 -8 кг и 1,34*10 -43 сек) и, наоборот, громадные размеры единицы температуры (3,63*10 32 С). Вследствие этого Естественные системы единиц неудобны для практических измерений; кроме того, точность воспроизведения единиц на несколько порядков ниже, чем основных единиц Международной системы (СИ), так как ограничивается точностью знания физических констант. Однако в теоретической физике применение Естественных систем единиц позволяет иногда упростить уравнения и дает некоторые другие преимущества (например, система Хартри позволяет упростить запись уравнений квантовой механики).

Единицы физических величин.

Единицы физических величин - конкретные физические величины, которым по определению присвоены числовые значения, равные 1. Многие Единицы физических величин воспроизводятся мерами, применяемыми для измерений (например, метр, килограмм). На ранних стадиях развития материальной культуры (в рабовладельческом и феодальном обществах) существовали единицы для небольшого круга физических величин - длины, массы, времени, площади, объема. Единицы физических величин выбирались вне связи друг с другом, и притом различные в разных странах и географических районах. Так возникло большое количество часто одинаковых по названию, но различных по размеру единиц - локтей, футов, фунтов. По мере расширения торговых связей между народами и развития науки и техники количество Единиц физических величин увеличивалось и все более ощущалась потребность в унификации единиц и в создании систем единиц. О Единицах физических величин и их системах стали заключать специальные международные соглашения. В 18 веке во Франции была предложена метрическая система мер, получившая в дальнейшем международное признание. На ее основе был построен целый ряд метрических систем единиц. В настоящее время происходит дальнейшее упорядочение Единиц физических величин на базеМеждународной системы единиц (СИ) .

Единицы физических величин делятся на системные, то есть входящие в какую-либо систему единиц, и внесистемные единицы (например, мм рт. ст., лошадиная сила, электрон-вольт). Системные Единицы физических величин подразделяются на основные, выбираемые произвольно (метр, килограмм, секунда и др.), и производные, образуемые по уравнениям связи между величинами (метр в секунду, килограмм на кубический метр, ньютон, джоуль, ватт и т.п.). Для удобства выражения величин, во много раз больших или меньших Единиц физических величин, применяются кратные единицы и дольные единицы. В метрических системах единиц кратные и дольные Единицы физических величин (за исключением единиц времени и угла) образуются умножением системной единицы на 10 n , где n - целое положительное или отрицательное число. Каждому из этих чисел соответствует одна из десятичных приставок, принятых для образования кратных и дольных единиц.

Международная система единиц.

Международная система единиц (Systeme International d"Unitees), система единиц физических величин, принятая 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). Сокращенное обозначение системы - SI (в русской транскрипции - СИ). Международная система единиц разработана с целью замены сложной совокупности систем единиц и отдельных внесистемных единиц, сложившейся на основе метрической системы мер, и упрощения пользования единицами. Достоинствами Международной системы единиц являются ее универсальность (охватывает все отрасли науки и техники) и когерентность, т. е. согласованность производных единиц, которые образуются по уравнениям, не содержащим коэффициенты пропорциональности. Благодаря этому при расчетах, если выражать значения всех величин в единицах Международной системы единиц, в формулы не требуется вводить коэффициенты, зависящие от выбора единиц.

Ниже в таблице приведены наименования и обозначения (международные и русские) основных, дополнительных и некоторых производных единиц Международной системы единиц Русские обозначения даны в соответствии с действующими ГОСТами; приведены также обозначения, предусматриваемые проектом нового ГОСТа "Единицы физических величин". Определение основных и дополнительных единиц и количеств, соотношения между ними даны в статьях об этих единицах.

Первые три основные единицы (метр, килограмм, секунда) позволяют образовывать когерентные производные единицы для всех величин, имеющих механическую природу, остальные добавлены для образования производных единиц величин, не сводимых к механическим: ампер - для электрических и магнитных величин, кельвин - для тепловых, кандела - для световых и моль - для величин в области физической химии и молекулярной физики. Дополнительные, единицы радиан и стерадиан служат для образования производных единиц величин, зависящих от плоского или телесного углов. Для образования наименований десятичных кратных и дольных единиц служат специальные приставки СИ: деци (для образования единиц, равных 10 -1 по отношению к исходной), санти (10 -2), милли (10 -3), микро (10 -6), нано (10 -9), пико (10 -12), фемто (10 -15), атто (10 -18), дека (10 1), гекто (10 2), кило (10 3), мега (10 6), гига (10 9), тера (10 12).

Системы единиц: МКГСС, МКС, МКСА, МКСК, МТС, СГС.

МКГСС система единиц (MkGS система), система единиц физических величин, основными единицами которой являются: метр, килограмм-сила, секунда. Вошла в практику в конце 19 века, была допущена в СССР ОСТом ВКС 6052(1933), ГОСТом 7664-55 и ГОСТом 7664-61 "Механические единицы". Выбор единицы силы в качестве одной из основных единиц обусловил широкое применение ряда единиц МКГСС системы единиц (главным образом единиц силы, давления, механического напряжения) в механике и технике. Эту систему часто называют технической системой единиц. За единицу массы в МКГСС системе единиц принята масса тела, приобретающего ускорение 1 м/сек 2 под действием приложенной к нему силы 1 кгс. Эту единицу иногда называют технической единицей массы (т.е.м.) или инертой. 1 т.е.м. = 9,81 кг. МКГСС система единиц имеет ряд существенных недостатков: несогласованность между механическими и практическими электрическими единицами, отсутствие эталона килограмма-силы, отказ от распространенной единицы массы - килограмма (кг) и как следствие (чтобы не применять т.е.м.) - образование величин с участием веса вместо массы (удельный вес, весовой расход и т. п.), что приводило иногда к смешению понятий массы и веса, использованию обозначения кг вместо кгс и т.п. Эти недостатки обусловили принятие международных рекомендаций об отказе от МКГСС системы единиц и о переходе кМеждународной системе единиц (СИ) .

МКС система единиц (MKS система), система единиц механических величин, основными единицами которой являются: метр, килограмм (единица массы), секунда. Была введена в СССР ГОСТом 7664-55 "Механические единицы", замененным ГОСТом 7664-61. Применяется также в акустике в соответствии с ГОСТом 8849-58 "Акустические единицы". МКС система единиц входит как часть вМеждународную систему единиц (СИ) .

МКСА система единиц (MKSA система), система единиц электрических и магнитных величин, основными единицами которой являются: метр, килограмм (единица массы), секунда, ампер. Принципы построения МКСА системs единиц были предложены в 1901 г. итальянским ученым Дж. Джорджи, поэтому система имеет и второе наименование - Джорджи система единиц. МКСА система единиц применяется в большинстве стран мира, в СССР она была установлена ГОСТом 8033-56 "Электрические и магнитные единицы". К МКСА системе единиц принадлежат все уже ранее получившие распространение практические электрические единицы: ампер, вольт, ом, кулон и др.; МКСА система единиц входит как составная часть вМеждународную систему единиц (СИ) .

МКСК система единиц (MKSK система), система единиц тепловых величин, осн. единицами которой являются: метр, килограмм (единица массы), секунда, Кельвин (единица термодинамической температуры). Применение МКСК системы единиц в СССР установлено ГОСТом 8550-61 "Тепловые единицы" (в этом стандарте еще применено прежнее наименование единицы термодинамической температуры - "градус Кельвина", измененное на "Кельвин" в 1967 13-й Генеральной конференцией по мерам и весам). В МКСК системе единиц пользуются двумя температурными шкалами: термодинамической температурной шкалой и Международной практической температурной шкалой (МПТШ-68). Наряду с Кельвином для выражения термодинамической температуры и разности температур применяют градус Цельсия, обозначаемый °С и равный кельвину (К). Как правило, ниже 0 °С приводят температуру Кельвина Т, выше 0 °С - температуру Цельсия t (t = Т-То, где То = 273,15 К). В МПТШ-68 также различают международную практическую температуру Кельвина (символ Т 68) и международную практическую температуру Цельсия (t 68); они связаны соотношением t 68 = T 68 - 273,15 К. Единицами T 68 и t 68 являются, соответственно, Кельвин и градус Цельсия. В наименования производных тепловых единиц может входить как Кельвин, так и градус Цельсия. МКСК система единиц входит как составная часть вМеждународную систему единиц (СИ) .

МТС система единиц (MTS система), система единиц физических величин, основными единицами которой являются: метр, тонна (единица массы), секунда. Была введена во Франции в 1919 г., в СССР - в 1933 г. (отменена в 1955 г. в связи с введением ГОСТа 7664-55 "Механические единицы"). MTC система единиц была построена аналогично применявшейся в физикеСГС системе единиц и предназначалась для практических измерений; с этой целью были выбраны большие по размеру единицы длины и массы. Важнейшие производные единицы: силы - стен (сн), давления - пьеза (пз), работы - стен-метр, или килоджоуль (кдж), мощности - киловатт (квт).

СГС система единиц , система единиц физических величин. в которой приняты три основные единицы: длины - сантиметр, массы - грамм и времени - секунда. Система с основными единицами длины, массы и времени была предложена образованным в 1861 г. Комитетом по электрическим эталонам Британской ассоциации для развития наук, в который входили выдающиеся физики того времени (У. Томсон (Кельвин), Дж. Максвелл, Ч. Уитстон и др.), в качестве системы единиц, охватывающей механику и электродинамику. Через 10 лет ассоциация образовала новый комитет, который и выбрал окончательно в качестве основных единиц сантиметр, грамм и секунду. Первый Международный конгресс электриков (Париж, 1881) также принял СГС систему единиц, и с тех пор она широко применяется в научных исследованиях. С введениемМеждународной системы единиц (СИ)в научных работах по физике и астрономии наряду с единицами СИ допускается использовать единицы СГС системы единиц.

К важнейшим производным единицам СГС системы единиц в области механических измерений относятся: единица скорости - см/сек, ускорения - см/сек 2 , силы - дина (дин), давления - дин/см 2 , работы и энергии - эрг, мощности - эрг/сек, динамической вязкости - пуаз (пз), кинематической вязкости - стокc (ст).

Для электродинамики первоначально были приняты две СГС система единиц электромагнитная (СГСМ) и электростатическая (СГСЭ). В основу построения этих систем был положен закон Кулона - для магнитных зарядов (СГСМ) и электрических зарядов (СГСЭ). Со 2-й половины 20 века наибольшее распространение получила так называемая симметричная СГС система единиц (ее называют также смешанной или Гаусса системой единиц).

Правовые основы обеспечения единства измерений.

Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц организуют свою деятельность на основе положений Законов "Об обеспечении единства измерений", «О техническом регулировании» (ранее - "О стандартизации", "О сертификации продукции и услуг"), а также постановлений Правительства РФ, административных актов субъектов федерации, областей и городов, нормативных документов Государственной системы обеспечения единства измерений и постановлений Госстандарта РФ.

В соответствии с действующим законодательством к основным задачам метрологических служб относятся обеспечение единства и требуемой точности измерений, повышение уровня метрологического обеспечения производства, осуществление метрологического контроля и надзора путем следующих методов:

калибровки средств измерений;

надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм;

выдачи обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;

проверки своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку. В России принято Типовое положение о метрологических службах. Этим Положением определено, что метрологическая служба государственного органа управления представляет собой систему, образуемую приказом руководителя государственного органа управления, которая может включать:

структурные подразделения (службу) главного метролога в центральном аппарате государственного органа управления;

головные и базовые организации метрологической службы в отраслях и подотраслях, назначаемые государственным органом управления;

метрологические службы предприятий, объединений, организаций и учреждений.

27.12.2002г. принят принципиально новый стратегический ФЗ «О техническом регулировании», который регулирует отношения, возникающие при разработке, принятии, применении и исполнении обязательных и на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации, утилизации, выполнению работ и оказанию услуг, а также при оценке соответствия (технические регламенты и стандарты должны обеспечить практическое выполнение законодательных актов).

Введение Закона «О техническом регулировании» направлено на реформирование системы технического регулирования, стандартизации и обеспечения качества и вызвано развитием рыночных отношений в обществе.

Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и использования обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ и оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия.

Техническое регулирование должно осуществляться в соответствии с принципами:

применение единых правил установления требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ и оказанию услуг;

соответствие технического регулирования уровню развития национальной экономики, развитию материально-технической базы, а также уровню научно-технического развития;

независимости органов по аккредитации, органов по сертификации от производителей, продавцов, исполнителей и приобретателей;

единой системы и правил аккредитации;

единства правил и методов исследований, испытаний и измерений при проведении процедур обязательной оценки соответствия;

единства применений требований технических регламентов независимо от особенностей и видов сделок;

недопустимости ограничения конкуренции при осуществлении аккредитации и сертификации;

недопустимости совмещения полномочий органов государственного контроля (надзора) и органов по сертификации;

недопустимости совмещения одним органом полномочий на аккредитацию и сертификацию;

недопустимости внебюджетного финансирования государственного контроля (надзора) за соблюдением технических регламентов.

Одна из главных идей закона заключается в том, что:

обязательные требования, содержащиеся сегодня в нормативных актах, в том числе и государственных стандартах, вносятся в область технического законодательства – в федеральные законы (технические регламенты);

создается двухуровневая структура нормативных и нормативно-правовых документов: технический регламент (содержит обязательные требования) и стандарты (содержат гармонизированные с техническим регламентом добровольные нормы и правила).

Разработанная программа реформирования системы стандартизации в РФ была рассчитана на 7 лет (до 2010 года), за это время было необходимо:

разработать 450-600 технических регламентов;

вынести из соответствующих стандартов обязательные требования;

пересмотреть санитарные правила и нормы (СанПин);

пересмотреть строительные нормы и правила (СниП), которые уже по сути являются техническими регламентами.

Значение введения ФЗ «О техническом регулировании»:

введение Закона РФ «О техническом регулировании» в полной мере отражает то, что происходит сегодня в мире области развития экономики;

он направлен на устранение технических барьеров в торговле;

закон создает условия для вступления России во Всемирную торговую организацию (ВТО).

Понятие и классификация измерений. Основные характеристики измерений .

Измерение - познавательный процесс, заключающийся в сравнении данной величины с известной величиной, принятой за единицу. Измерения подразделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения - процесс, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Простейшие случаи прямых измерений - измерения длины линейкой, температуры - термометром, напряжения - вольтметром и т. п.

Косвенные измерения - вид измерения, результат которых определяют из прямых измерений, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. Например, площадь можно измерить как произведение результатов двух линейных измерений координат, объем - как результат трех линейных измерений. Так же сопротивление электрической цепи или мощность электрической цепи можно измерить по значениям разности потенциалов и силы тока.

Совокупные измерения - это измерения, в которых результат находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Например, совокупными являются измерения, при которых массу отдельных гирь набора находят по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь.

Совместными измерениями называют производимые прямые или косвенные измерения двух или нескольких неодноименных величин. Целью таких измерений является установление функциональной зависимости между величинами. Например, совместными будут измерения температуры, давления и объема, занимаемого газом, измерения длины тела в зависимости от температуры и т. д.

По условиям, определяющим точность результата, измерения делят на три класса :

измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники;

контрольно-поверочные измерения, выполняемые с заданной точностью;

технические измерения, погрешность которых определяется метрологическими характеристиками средств измерений.

Технические измерения определяют класс измерений, выполняемых в производственных и эксплуатационных условиях, когда точность измерения определяется непосредственно средствами измерения.

Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разное время, с использованием различны методов и средств измерения, а также в различных по территориальному расположению местах.

Единство измерений обеспечивается их свойствами: сходимостью результатов измерений; воспроизводимостью результатов измерений; правильностью результатов измерений.

Сходимость - это близость результатов измерений, полученных одним и тем же методом, идентичными средствами измерений, и близость к нулю случайной погрешности измерений.

Воспроизводимость результатов измерений характеризуется близостью результатов измерений, полученных различными средствами измерений (естественно одной и той же точности) различными методами.

Правильность результатов измерений определяется правильностью как самих методик измерений, так и правильностью их использования в процессе измерений, а также близостью к нулю систематической погрешности измерений.

Точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины, т.е. близость к нулю погрешности измерений.

Процесс решения любой задачи измерения включает в себя, как правило, три этапа:

подготовку,

проведение измерения (эксперимента);

обработку результатов. В процессе проведения самого измерения объект измерения и средство измерения приводятся во взаимодействие. Средство измерения - техническое средство, используемое при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. В число средств измерений входят меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы и преобразователи, стандартные образцы состава и свойств различных веществ и материалов. По временным характеристикам измерения подразделяются на:

статические, при которых измеряемая величина остается неизменной во времени;

динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется.

По способу выражения результатов измерения подразделяются на:

абсолютные, которые основаны на прямых или косвенных измерениях нескольких величин и на использовании констант, и в результате которых получается абсолютное значение величины в соответствующих единицах;

относительные измерения, которые не позволяют непосредственно выразить результат в узаконенных единицах, но позволяют найти отношение результата измерения к какой-либо одноименной величине с неизвестным в ряде случаев значением. Например, это может быть относительная влажность, относительное давление, удлинение и т. д.

Основными характеристиками измерений являются: принцип измерения, метод измерения, погрешность, точность, достоверность и правильность измерений.

Принцип измерений - физическое явление или их совокупность, положенные в основу измерений. Например, масса может быть измерена опираясь на гравитацию, а может быть измерена на основе инерционных свойств. Температура может быть измерена по тепловому излучению тела или по ее воздействию на объем какой-либо жидкости в термометре и т. д.

Метод измерений - совокупность принципов и средств измерений. В у помянутом выше примере с измерением температуры измерения по тепловому излучению относят к неконтактному методу термометрии, измерения термометром есть контактный метод термометрии.

Погрешность измерений - разность между полученным при измерении значением величины и ее истинным значением. Погрешность измерений связана с несовершенством методов и средств измерений, с недостаточным опытом наблюдателя, с посторонними влияниями на результат измерения. Подробно причины погрешностей и способы их устранения или минимизации рассмотрены в специальной главе, поскольку оценка и учет погрешностей измерений являются одним из самых важных разделов метрологии.

Точность измерений - характеристика измерения, отражающая близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Количественно точность выражается величиной, обратной модулю относительной погрешности, т. е.

где Q - истинное значение измеряемой величины, Д - погрешность измерения, равная

(2)

где Х - результат измерения. Если, например, относительная погрешность измерения равна 10 -2 %, то точность будет равна 10 4 .

Правильность измерений - качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей, т. е. погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются в процессе измерения. Правильность измерений зависит от того, насколько верно (правильно) были выбраны методы и средства измерений.

Достоверность измерений - характеристика качества измерений, разделяющая все результаты на достоверные и недостоверные в зависимости оттого, известны или неизвестны вероятностные характеристики их отклонений от истинных значений соответствующих величин. Результаты измерений, достоверность которых неизвестна, могут служить источником дезинформации.

Средства измерений.

Средство измерений (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменной в течение известного интервала времени.

Приведенное определение выражает суть средства измерений, которое, во-первых, хранит или воспроизводит единицу , во-вторых, эта единица неизменна . Эти важнейшие факторы и обуславливают возможность проведения измерений, т.е. делают техническое средство именно средством измерений. Этим средства измерений отличаются от других технических устройств.

К средствам измерений относятся меры, измерительные: преобразователи, приборы, установки и системы.

Мера физической величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Примеры мер: гири, измерительные резисторы, концевые меры длины, радионуклеидные источники и др.

Меры, воспроизводящие физические величины лишь одного размера, называются однозначными (гиря), нескольких размеров – многозначные (миллиметровая линейка – позволяет выражать длину как в мм, так и в см). Кроме того, существуют наборы и магазины мер, например, магазин емкостей или индуктивностей.

При измерениях с использованием мер сравнивают измеряемые величины с известными величинами, воспроизводимыми мерами. Сравнение осуществляется разными путями, наиболее распространенным средством сравнения является компаратор , предназначенный для сличения мер однородных величин. Примером компаратора являются рычажные весы.

К мерам относятся стандартные образцы и образцовое вещество , которые представляют собой специально оформленные тела или пробы вещества определенного и строго регламентированного содержания, одно из свойств которых является величиной с известным значением. Например, образцы твердости, шероховатости.

Измерительный преобразователь (ИП) - техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи. Измерительная информация на выходе ИП, как правило, недоступна для непосредственного восприятия наблюдателем. Хотя ИП являются конструктивно обособленными элементами, они чаще всего входят в качестве составных частей в более сложные измерительные приборы или установки и самостоятельного значения при проведении измерений не имеют.

Преобразуемая величина, поступающая на измерительный преобразователь, называется входной , а результат преобразования – выходной величиной. Соотношение между ними задается функцией преобразования , которая является его основной метрологической характеристикой.

Для непосредственного воспроизведения измеряемой величины служат первичные преобразователи , на которые непосредственно воздействует измеряемая величина и в которых происходит трансформация измеряемой величины для ее дальнейшего преобразования или индикации. Примером первичного преобразователя является термопара в цепи термоэлектрического термометра. Одним из видов первичного преобразователя является датчик – конструктивно обособленный первичный преобразователь, от которого поступают измерительные сигналы (он «дает» информацию). Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерений, принимающего его сигналы. Например, датчик метеорологического зонда. В области измерений ионизирующих излучений датчиком часто называют детектор.

По характеру преобразования ИП могут быть аналоговыми, аналого-цифровыми (АЦП), цифро-аналоговыми (ЦАП) , то есть, преобразующими цифровой сигнал в аналоговый или наоборот. При аналоговой форме представления сигнал может принимать непрерывное множество значений, то есть, он является непрерывной функцией измеряемой величины. В цифровой (дискретной) форме он представляется в виде цифровых групп или чисел. Примерами ИП являются измерительный трансформатор тока, термометры сопротивлений.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Измерительный прибор представляет измерительную информацию в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

По способу индикации различают показывающие и регистрирующие приборы . Регистрация может осуществляться в виде непрерывной записи измеряемой величины или путем печатания показаний прибора в цифровой форме.

Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем градуировку в единицах этой величины. Например, амперметры, термометры.

Приборы сравнения предназначены для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы используются для измерений с большей точностью.

По действию измерительные приборы разделяют на интегрирующие и суммирующие, аналоговые и цифровые, самопишущие и печатающие .

Измерительная установка и система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов и других устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких величин и расположенная в одном месте (установка ) или в разных местах объекта измерений (система ). Измерительные системы, как правило, являются автоматизированными и по существу они обеспечивают автоматизацию процессов измерения, обработки и представления результатов измерений. Примером измерительных систем являются автоматизированные системы радиационного контроля (АСРК) на различных ядерно-физических установках, таких, например, как ядерные реакторы или ускорители заряженных частиц.

По метрологическому назначению средства измерений делятся на рабочие и эталоны.

Рабочее СИ - средство измерений, предназначенное для измерений, не связанное с передачей размера единицы другим средствам измерений. Рабочее средство измерений может использоваться и в качестве индикатора. Индикатор – техническое средство или вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения. Индикатор не имеет нормированных метрологических характеристик. Примерами индикаторов являются осциллограф, лакмусовая бумага и т.д.

Эталон - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера другим средствам измерений. Среди них можно выделить рабочие эталоны разных разрядов, которые ранее назывались образцовыми средствами измерений .

Классификация средств измерений проводится и по другим различным признакам. Например, по видам измеряемых величин , по виду шкалы (с равномерной или неравномерной шкалой), по связи с объектом измерения (контактные или бесконтактные

При выполнении различных работ по метрологическому обеспечению измерений используются специфические категории, которые тоже нуждаются в определении. Эти категории следующие:

Аттестация - проверка метрологических характеристик (погрешности измерений, точности, достоверности, правильности) реального средства измерения.

Сертификация - проверка соответствия средства измерения стандартам данной страны, данной отрасли с выдачей документа-сертификата соответствия. При сертификации кроме метрологических характеристик проверке подлежат все пункты, содержащиеся в научно-технической документации на данное средство измерения. Это могут быть требования по электробезопасности, по экологической безопасности, по влиянию изменений климатических параметров. Обязательным является наличие методов и средств поверки данного средства измерения.

Поверка - периодический контроль погрешностей показаний средств измерения по средствам измерения более высокого класса точности (образцовым приборам или образцовой мере). Как правило, поверка заканчивается выдачей свидетельства о поверке или клеймлением измерительного прибора или поверяемой меры.

Градуировка - нанесение отметок на шкалу прибора или получение зависимости показаний цифрового индикатора от значения измеряемой физической величины. Часто в технических измерениях под градуировкой понимают периодический контроль работоспособности прибора по мерам, не имеющим метрологического статуса или по встроенным в прибор специальным устройствам. Иногда такую процедуру называют калибровкой, и это слово пишется на рабочей панели прибора.

Этот термин на самом деле в метрологии занят, и калибровкой согласно стандартам называют несколько иную процедуру.

Калибровка меры или набора мер - поверка совокупности однозначных мер или многозначной меры на различных отметках шкалы. Другими словами, калибровка - это поверка меры посредством совокупных измерений. Иногда термин «калибровка» употребляют как синоним поверки, однако калибровкой можно называть только такую поверку, при которой сравниваются несколько мер или деления шкалы между собой в различных сочетаниях.

Эталон – средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее средствам измерения данной величины.

Первичный эталон обеспечивает воспроизводимость единицы в особых условиях.

Вторичный эталон – эталон получаемый размер единицы путем сравнения с первичным эталоном.

Третий эталон – эталон сравнения – это вторичный эталон применяется для сравнения эталона, которые по тем или иным причинам не могут быть сравнены между собой.

Четвертый эталон – рабочий эталон применяется для непосредственной передачи размера единицы.

Средства поверки и калибровки.

Поверка средства измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.

Поверке подвергаются средства измерений, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору, при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации.

Калибровка средства измерений - совокупность операций, выполняемых с целью определения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору. Калибровке могут подвергаться средства измерений, не подлежащие поверке, при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации.

ПОВЕРКА средств измерений- совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствиясредства измеренийустановленным техническим требованиям.

Ответственность за ненадлежащее выполнение поверочных работ и несоблюдение требований соответствующих нормативных документов несет соответствующий орган Государственной метрологической службыили юридическое лицо, метрологической службой которого выполнены поверочные работы.

Положительные результаты поверки средств измерений удостоверяются поверительным клеймомили свидетельством о поверке.

Форма поверительного клейма и свидетельства о поверке, порядок нанесения поверительного клейма устанавливается Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии.

В России поверочная деятельность регламентирована Законом РФ "Об обеспечении единства измерений"и многими другими подзаконными актами.

Поверка - установление пригодности средств измерительной техники, попадающих под Государственный Метрологический Надзор, для применения путем контроля их метрологических характеристик.

Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (стран СНГ ) установлены следующие виды поверки

Первичная поверка - поверка, выполняемая при выпуске средства измерений из производства или после ремонта, а также при ввозе средства измерений из-за границы партиями, при продаже.

Периодическая поверка - поверка средств измерений, находящихся в эксплуатации или на хранениии, выполняемая через установленные межповерочные интервалы времени.

Внеочередная поверка - Поверка средства измерений, проводимая до наступления срока его очередной периодической поверки.

Инспекционная поверка - поверка, проводимая органом государственной метрологической службы при проведении государственного надзора за состоянием и применением средств измерений .

Комплектная поверка - поверка, при которой определяют метрологические характеристики средства измерений, присущие ему как единому целому.

Поэлементная поверка - поверка, при которой значения метрологических характеристик средств измерений устанавливаются по метрологическим характеристикам его элементов или частей.

Выборочная поверка - поверка группы средств измерений, отобранных из партии случайным образом, по результатам которой судят о пригодности всей партии.

Поверочные схемы.

Для обеспечения правильной передачи размеров единиц измерения от эталона к рабочим средствам измерения составляют поверочные схемы, устанавливающие метрологические соподчинения государственного эталона, разрядных эталонов и рабочих средств измерений.

Поверочные схемы разделяют на государственные и локальные. Государственные поверочные схемы распространяются на все средства измерений данного вида, применяемые в стране. Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических органов министерств, распространяются они также и на средства измерений подчиненных предприятий. Кроме того, может составляться и локальная схема на средства измерений, используемые на конкретном предприятии. Все локальные поверочные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой. Государственные поверочные схемы разрабатываются научно-исследовательскими институтами Госстандарта РФ, держателями государственных эталонов.

В некоторых случаях бывает невозможно одним эталоном воспроизвести весь диапазон величины, поэтому в схеме может быть предусмотрено несколько первичных эталонов, которые в совокупности воспроизводят всю шкалу измерений. Например, шкала температуры от 1,5 до 1*10 5 К воспроизводится двумя государственными эталонами.

Поверочная схема для средств измерений- нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих впередаче размера единицыотэталонарабочим средствам измерений (с указанием методов и погрешности при передаче). Различают государственные и локальные поверочные схемы, ранее существовали также ведомственные ПС.

Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, применяемые в стране, например, на средства измерений электрического напряжения в определенном диапазоне частот. Устанавливая много-ступенчатый порядок передачи размера единицы ФВ от государственного эталона, требования к средствам и методам поверки, государственная поверочная схема представляет собой как бы структуруметрологического обеспеченияопределенного вида измерений в стране. Эти схемы разрабатываются главными центрами эталонов и оформляются одним ГОСТом ГСИ.

Локальные поверочные схемы распространяются на средства измерений, подлежащие поверкев данном метрологическом подразделении на предприятии, имеющем право поверки средств измерений и оформляются в виде стандарта предприятия. Ведомственные и локальные поверочные схемы не должны противоречить государственным и должны учитывать их требования применительно к специфике конкретного предприятия.

Ведомственная поверочная схема разрабатывается органом ведомственной метрологической службы, согласовывается с главным центром эталонов – разработчиком государственной поверочной схемы средств измерений данной ФВ и распространяется только на средства измерений, подлежащие внутриведомственной поверке.

Метрологические характеристики средств измерений.

Метрологическая характеристика средства измерений - характеристика одного из свойств средства измерений, влияющих на результат измерений или его погрешность. Основными метрологическими характеристиками являются диапазон измерений и различные составляющие погрешности средства измерений.

-- [ Страница 1 ] --

СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

МЕТРОЛОГИЯ,

СТАНДАРТИЗАЦИЯ

И СЕРТИФИКАЦИЯ

В ЭНЕРГЕТИКЕ

Федеральным государственным учреждением

«Федеральный институт развития образования»

в качестве учебного пособия для использования в учебном процессе

образовательных учреждений, реализующих программы среднего профессионального образования

ACADEMIA

Москва Издательский центр «Академия»

2009 УДК 389(075.32) ББК 30.10я723 М576 Рецензент - преподаватель дисциплин «Метрология, стандартизация и сертификация и «Метрологическое обеспечение» ГОУ СПО электромеханического колледжа № 55 С. С. Зайцева Метрология, стандартизация и сертификация в энергетиМ576 ке: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования / [С. А. Зай­ цев, А. Н.Толстое, Д.Д. Грибанов, Р. В. Меркулов]. - М. : И з­ дательский центр «Академия», 2009. - 224 с.

ISBN 978-5-7695-4978- Рассмотрены основы метрологии и метрологического обеспечения: тер­ мины, физические величины, основы теории измерений, средства изме­ рений и контроля, метрологические характеристики, измерения и конт­ роль электрических и магнитных величин. Изложены основы стандартиза­ ции: история развития, нормативно-правовая основа, международная, региональная и отечественная, унификация и агрегатирование, качество продукции. Особое внимание уделено основам сертификации и подтверж­ дению соответствия.

Для студентов средних профессиональных учебных заведений.

УДК 389(075.32) Б Б К 30.10я Оригинал-макет данного издания является собственностью Издательского центра «Академия». и его воспроизведение любым способом без согласия правообладателя запрещается © Зайцев С.А.. Толстов А. Н., Грибанов Д Д.. М ерку­ лов Р. В., © Образовательно-издательский центр «Академия», ISBN 978-5-7695-4978-6 © Оформление Издательский центр «Академия»,

ПРЕДИСЛОВИЕ

Современная техника и перспективы ее развития, постоянно повышающиеся требования к качеству изделий предопределяют необходимость получения и использования знаний, которые яв­ ляются базовыми, т.

Е. основными для всех специалистов, работа­ ющих и на этапе разработки конструкции, и на этапе ее изготов­ ления, и на этапах эксплуатации и обслуживания вне зависимо­ сти от ведомственной принадлежности. Эти знания будут востре­ бованы и в общем маш иностроении, и в энергомаш иностроении, и во многих других областях. Эти базовые материалы и рассмотре­ ны в настоящем учебном пособии. М атериал, который представ­ лен в учебном пособии, не является обособленным от других дис­ циплин, изучаемых в учебном заведении. Знания, полученные в ходе изучения ряда дисциплин, например «Математики», «Ф изи­ ки», пригодятся при освоении вопросов метрологии, стандарти­ зации, подтверждения соответствия, взаимозаменяемости. Знания, умения и практические навыки после изучения этого учебного материала будут востребованы на протяжении всего времени работы после окончания учебного заведения вне зависимости от места ра­ боты, будь то сфера производства или сервисного обслуживания, или сфера торговли техническими механизмами или машинами.

В главе I представлены основные понятия о науке «М етроло­ гия», рассмотрены основы теории измерений, средства измере­ ний и контроля электрических и магнитных величин, вопросы метрологического обеспечения и единства измерений.

Глава 2 рассказывает о системе стандартизации в Российской Федерации, системах стандартов, унификации и агрегатировании, вопросах взаимозаменяемости деталей, узлов и механизмов, по­ казателях качества продукции, системах качества, Материал, представленный в главе 3, позволит изучить и прак­ тически использовать знания в области сертификации, подтверж­ дения соответствия продукции и работ, аттестации испытатель­ ного оборудования, используемого в энергомаш иностроении, Для лучшего усвоения представленного материала в конце каж­ дого подраздела приведены контрольные вопросы.

Предисловие, глава 2 написаны А. Н.Толстовым, глава 1 - С, А. Зайцевы м, Р. В, М еркуловым, Д. Д. Грибановым, глава 3 - Д. Д. Грибановым.

ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ И МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точ­ ности.

Она зародилась в глубокой древности, как только человеку понадобились измерения массы, длины, времени и т.п. Причем в качестве единиц величин использовались такие, которые были всегда «под рукой». Так, например, в России длина измерялась перстами, локтями, саженями и др. Эти меры представлены на рис. I.I.

Роль метрологии за последние десятилетия чрезвычайно воз­ росла. Она проникла и завоевала (в некоторых областях завоевы­ вает) себе весьма твердые позиции. В связи с тем, что метрология распространилась практически на все области человеческой де­ ятельности, метрологическая терминология тесно соприкасается с терминологией каждой из «специальных» сфер. При этом воз­ никло что-то, напоминающее явление несовместимости. Тот или иной термин, приемлемый для одной области науки или техни­ ки, оказывается неприемлемым для другой, так как в традицион­ ной терминологии другой области этим же словом может обозна­ чаться соверш енно другое понятие. Например, размер по отнош е­ нию к одежде может обозначать «большой», «средний» и «малый»;

слово «полотно» может иметь различные значения: в текстильной промыш ленности - это материал (льняное полотно); прим ени­ тельно к железнодорожному транспорту оно обозначает путь, по которому этот транспорт движется (полотно железной дороги).

В целях наведения порядка в этом вопросе был разработан и утвержден государственный стандарт на метрологическую терми­ нологию - ГОСТ 16263 «Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Термины и определения». В на­ стоящее время этот ГОСТ заменен РМ Г 29 - 99 «ГСИ. М етроло­ гия. Термины и определения». Далее в учебнике термины и опре­ деления представлены в соответствии с этим документом.

Поскольку к терминам предъявляются требования лаконично­ сти, им свойственна определенная условность. С одной стороны, не следует об этом забывать и применять утвержденные термины в соответствии с их определением, а с другой стороны, понятия, данные в определении, заменять другими терминами.

В настоящее время объектом метрологии являются все едини­ цы измерения физических величин (механических, электрических, тепловых и др.), все средства измерений, виды и методы измере­ ний, т. е. все то, что необходимо для обеспечения единства изме­ рений и организации метрологического обеспечения на всех эта­ пах жизненного цикла любых изделий и научных исследований, а также учет любых ресурсов.

Современная метрология как наука, опирающ аяся на дости­ жения других наук, их методы и средства измерений, в свою оче­ редь способствует их развитию. Метрология проникла во все обла­ сти человеческой деятельности, во все науки и дисциплины и является для всех них единой наукой. Нет ни одной области чело­ веческой деятельности, где можно было бы обойтись без количе­ ственных оценок, получаемых в результате измерений.

Например, относительная погреш ность определения влаж но­ сти, равная 1 %, в 1982 г. привела к неточности определения годовой стоимости угля в 73 млн руб., а зерна - 60 млн руб.

Чтобы было более наглядно, метрологи обычно приводят такой пример:

«На складе было 100 кг огурцов. Проведенные измерения пока­ зали, что их влажность составляет 99%, т. е. в 100 кг огурцов со­ держится 99 кг воды и 1 кг сухого вещества. Через какое-то время хранения вновь была измерена влажность этой же партии огурцов.

Результаты измерения, занесенные в соответствующий протокол, показали, что влажность уменьшилась до 98 %. Поскольку влаж­ ность изменилась всего на 1 %, то ни у кого не возникло мысли, а какова же масса оставшихся огурцов? А оказывается, что если влажность стала 98%, то огурцов осталось ровно половина, т.е.

50 кг. И вот почему. Количество сухого вещества в огурцах не зави­ сит от в л а ж н о сти, следовательно, оно не изменилось и как было 1 кг, так и осталось 1 кг, но если раньше это составляло 1 %, то после хранения стало 2%. Составив пропорцию, легко опреде­ лить, что огурцов стало 50 кг».

В промыш ленности значительная часть измерений состава ве­ щества все еще производится с помощ ью качественного ан али ­ за. П огреш ности этих анализов иногда бываю т в несколько раз вы ш е, чем разница между количествами отдельных ком п он ен ­ тов, на которые долж ны отличаться друг от друга металлы раз­ личны х м арок, хим ических м атериалов и др. В результате таких изм ерений невозмож но достичь необходимого качества продук­ ции.

1. Что такое метрология и почему ей уделяется столько внимания?

2. Какие объекты метрологии вы знаете?

3. Зачем нужны измерения?

4. Возможны ли измерения без погрешностей?

1.2. Физическая величина. Системы единиц Физическая величина (ФВ) - свойство, общее в качественном отнош ении многим ф изическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количе­ ственном отнош ении индивидуальное для каждого объекта. Н а­ пример, длина различных объектов (стола, ш ариковой ручки, автомобиля и т.п.) может оцениваться в метрах или долях метра, а каждого из них - в конкретных величинах длины: 0,9 м; 15 см;

3,3 мм. Примеры можно привести не только для любых свойств физических объектов, но и для физических систем, их состояний и происходящих в них процессов.

Термин «величина» обычно применяется в отношении тех свойств или характеристик, которые могут быть оценены количественно физическими методами, т.е. могут быть измерены. Существуют та­ кие свойства или характеристики, которые в настоящее время н а­ ука и техника еще не позволяют оценивать количественно, напри­ мер запах, вкус, цвет. Поэтому такие характеристики обычно избе­ гают называть «величинами», а называют «свойствами».

В ш ироком смысле «величина» - понятие многовидовое. Это можно продемонстрировать на примере трех величин.

П е р в ы й п р и м е р - это цена, стоимость товаров, выра­ женная в денежных единицах. Раньше системы денежных единиц были составной частью метрологии. В настоящее время это само­ стоятельная область.

В т о р ы м п р и м е р о м разновидности величин можно на­ звать биологическую активность лекарственных веществ. Биологи­ ческая активность ряда витаминов, антибиотиков, гормональных препаратов выражается в Международных единицах биологичес­ кой активности, обозначаемых И. Е. (например, в рецептах пишут «количество пенициллина - 300 тыс. И. Е.»).

Т р е т и й п р и м е р - физические величины, т.е. свойства, при­ сущие физическим объектам (физическим системам, их состояни­ ям и происходящим в них процессам). Именно этими величинами, главным образом, и занимается современная метрология.

Размер ФВ (размер величины) - количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию «физическая величина» (например, размер длины, массы, силы тока и т.д.).

Термин «размер» следует употреблять в тех случаях, когда не­ обходимо подчеркнуть, что речь идет о количественном содержа­ нии свойства в данном объекте физической величины.

Размерность ФВ (размерность величины) - выражение, отража­ ющее связь величины с основными величинами системы, в кото­ рой коэф ф ициент пропорциональности равен единице. Размер­ ность величины представляет собой произведение основных вели­ чин, возведенных в соответствующие степени.

Количественная оценка конкретной физической величины, выраженная в виде некоторого числа единиц данной величины, называется значением физической величины. Отвлеченное число, вхо­ дящее в значение физической величины, называется числовым зна­ чением, например 1 м, 5 г, 10 А и т.п. Между значением и размером величины есть принципиальная разница. Размер величины суще­ ствует реально, независимо от того, знаем ли мы его, или нет. Выра­ зить размер величины можно при помощи любой единицы.

Истинное значение ФВ (истинное значение величины) - значе­ ние ФВ, которое идеальным образом отражало бы в качествен­ ном и количественном отнош ениях соответствующее свойство объекта. Например, скорость света в вакууме, плотность дистил­ лированной воды при температуре 44 °С имеют вполне определен­ ное значение - идеальное, которое мы не знаем.

Экспериментальным путем может быть получено действитель­ ное значение физической величины.

Действительное значение ФВ (действительное значение величи­ ны) - значение ФВ, найденное экспериментальным путем и на­ столько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть, использовано вместо него.

Размер ФВ, обозначаемый Q, не зависит от выбора единицы, однако числовое значение целиком зависит от выбранной едини­ цы. Если размер величины Q в системе единиц ФВ «1» определит­ ся как где п | - числовое значение размера ФВ в системе «1»; \Qi\ - единица ФВ в этой же системе, то в другой системе единиц ФВ «2», в которой не равно \Q{\, не изменивш ийся размер Q будет выражен другим значением:

Так, например, масса одного и того же батона хлеба может быть 1 кг или 2,5 фунта или диаметр трубы равен 20" или 50,8 см.

П оскольку размерность ФВ представляет собой выражение, отражающее связь с основными величинами системы, в которой коэф ф ициент пропорциональности равен 1, то размерность рав­ на произведению основных ФВ, возведенных в соответствующую степень.

В общем случае формула размерности для единиц ФВ имеет вид где [Q] - размерность производной единицы; К - некоторое по­ стоянное число; [А], [Я] и [С] - размерность основных единиц;

а, Р, у - целые положительные или отрицательные числа, вклю ­ чая и 0.

При К = 1 производные единицы определяются следующим образом:

Если в системе в качестве основных единиц прияты длина L, масса М и время Т, она обозначается L, М, Т. В этой системе раз­ мерность производной единицы Q имеет следующий вид:

Системы единиц, производные единицы которых образуются по приведенной выше формуле, называются согласованными, или когерентными.

Понятие размерности ш ироко используется в ф изике, технике и метрологической практике при проверке правильности слож­ ных расчетных формул и вы яснении зависимости между ФВ.

На практике часто бывает необходимо использовать безразмер­ ные величины.

Безразмерная ФВ - это величина, в размерность которой ос­ новные величины входят в степени, равной 0. Однако следует по­ нимать, что величины, безразмерные в одной системе единиц, могут иметь размерность в другой системе. Например, абсолютная диэлектрическая проницаемость в электростатической системе является безразмерной, в то время как в электромагнитной систе­ ме ее размерность равна L~2T 2, а в системе L M T I ее размерность - L-3 М - " Т 4Р.

Единицы той или иной физической величины, как правило, связаны с мерами. Размер единицы измеряемой физической вели­ чины принимается равным размеру величины, воспроизводимо­ му мерой. Однако на практике одна единица оказывается неудоб­ ной для измерения больших и малых размеров данной величины.

Поэтому применяется несколько единиц, находящихся в кратных и дольных соотнош ениях между собой.

Кратная единица ФВ - единица, которая в целое число раз больше, чем основная или производная единица.

Дольная единица ФВ - единица, которая в целое число раз меньше основной или производной единицы.

Кратные и дольные единицы ФВ образуются благодаря соот­ ветствующим приставкам к основным единицам. Эти приставки приведены в табл.1.1.

Единицы величин начали появляться с того момента, когда у человека возникла необходимость выражать что-либо количествен­ но. Первоначально единицы физических величин выбирались про­ извольно, без какой-либо связи друг с другом, что создавало зн а­ чительные трудности.

Приставки СИ и множители для образования десятичных кратных Множитель В связи с этим был введен термин «единица физической вели­ чины».

Единица основной ФВ (единица величины) - физическая величи­ на, которой по определению присвоено числовое значение, рав­ ное 1. Единицы одной и той же ФВ могут в различных системах различаться по своему размеру. Например, метр, фут и дюйм, являясь единицами длины, имеют различный размер:

По мере развития техники и международных связей, труд­ ности использования результатов измерений, выраженных в раз­ личны х единицах, возрастали и тормозили дальнейш ий науч­ но-технический прогресс. В озникла необходимость в создании единой системы единиц физических величин. Под системой еди­ ниц ФВ поним ается совокупность основны х единиц Ф В, вы би­ раемых независим о друг от друга и производны х единиц ФВ, которые получаю тся из основны х на основании ф изических зависимостей.

Если система единиц физических величин не имеет своего наи­ менования, она обычно обозначается по своим основным едини­ цам, например LMT.

Производная ФВ (производная величина) - ФВ, входящая в систему и определяем ая через основны е величины этой систе­ мы по известны м ф изическим зависим остям. Н априм ер, с к о ­ рость в системе величин L M T определяется в общ ем случае урав­ нением где v - скорость; / - расстояние; t - время.

Впервые понятие системы единиц ввел немецкий ученый К. Га­ усс, который предложил принцип ее построения. По этому прин­ ципу вначале устанавливают основные физические величины и их единицы. Единицы этих физических величин называются основ­ ными, потому что они являются основой для построения всей си ­ стемы единиц других величин.

Первоначально была создана система единиц, основанная на трех единицах: длина - масса - время (сантиметр - грамм - секунда (СГС).

Рассмотрим наиболее распространенную во всем мире и при­ нятую в нашей стране М еждународную систему единиц СИ, со­ держащую семь основных единиц и две дополнительных. О снов­ ные единицы ФВ этой системы приведены в табл. 1.2.

Физическая величина Размерность Наименование Обозначение Масса тока температура Дополнительными ФВ являются:

Плоский угол, выражаемый в радианах; радиан (рад, rad), рав­ ный углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу;

Телесный угол, выражаемый в стерадианах, стерадиан (ср, sr), равный телесному углу с верш иной в центре сферы, вырезаю щ е­ му на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Производные единицы системы СИ образуются с помощью простейших уравнений связи между величинами и без какого-либо коэф фициента, поскольку эта система когерентна и ^=1. В этой системе размерность производной ФВ [Q] в общем виде опреде­ лится следующим образом:

где [I] - единица длины, м; [М ] - единица массы, кг; [ Т] - единица времени, с; [ /] - единица силы тока, A; [Q] - единица термодинамической температуры, К; [У] - единица силы света, кд; [N] - единица количества вещества, моль; а, (3, у, 8, е, со, X - целые положительные или отрицательные числа, включая и 0.

Например, размерность единицы скорости в системе СИ будет выглядеть следующим образом:

Так как написанное выражение для размерности производной ФВ в системе СИ совпадает с уравнением связи между производ­ ной ФВ и единицами основных ФВ, то удобнее пользоваться выражением для размерностей, т.е.

Аналогично частота периодического процесса F - Т~ 1 (Гц);

сила - LMT 2; плотность - _3М; энергия - L2M T~2.

Подобным образом можно получить любую производную ФВ системы СИ.

Эта система была введена в наш ей стране 1 января 1982 г. В на­ стоящее время действует ГОСТ 8.417 - 2002, который определяет основные единицы системы СИ.

Метр равен 1650763,73 длин волн в вакууме излучения, соот­ ветствующего переходу между уровнями 2р ю и 5d5 атома крипто­ на-86.

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.

Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответству­ ющего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома ц е зи я -133.

Ампер равен силе не изменяю щ егося тока, который при про­ хождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового попе­ речного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м друг от другого, вызвал бы на каждом участке проводника дли­ ной 1 м силу взаимодействия, равную 2- 10“7 Н.

Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точке воды. (Температура тройной точки воды - это тем­ пература точки равновесия воды в твердой (лед), жидкой и газооб­ разной (пар) фазах на 0,01 К или 0,01 °С выше точки таяния льда).

Допускается применение шкалы Цельсия (С). Температура в °С обозначается символом t:

где Т0- 273,15 К.

Тогда t = 0 при Т = 273,15.

Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углеро­ де-12 массой 0,012 кг.

Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 101 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составля­ ет 1/683 Вт/ср.

Кроме системных единиц системы С И в наш ей стране узако­ нено применение некоторых внесистемных единиц, удобных для практики и традиционно применяю щихся для измерения:

давления - атмосфера (9,8 Н /см 2), бар, мм ртутного столба;

длины - дюйм (25,4 мм), ангстрем (10~ш м);

мощности - киловатт-час;

времени - час (3 600 с) и др.

Кроме того, применяются логарифмические ФВ - логарифм (де­ сятичный или натуральный) безразмерного отнош ения одноимен­ ных ФВ. Логарифмические ФВ применяю т для выражения звуко­ вого давления, усиления, ослабления. Единица логарифмической ФВ - бел (Б) - определяется по формуле где Р2 и Р\ - одноименные энергетические величины: мощность, энергия.

Для «силовых» величин (напряж ения, сила тока, давления, напряженности поля) бел определяется по формуле Дольная единица от бела - децибел (дБ):

Ш ирокое применение получили относительные ФВ - безраз­ мерные отношения двух одноименных ФВ. Они выражаются в про­ центах (%), безразмерных единицах.

В табл. 1.3 и 1.4 приведены примеры производных единиц СИ, наименование которых образованы из наименований основных и дополнительных единиц и имеют специальные наименования.

Существуют определенные правила написания обозначений единиц. При написании обозначений производных единиц обоТ а б л и ц а 1. Примеры производных единиц СИ, наименования которых образованы из наименований основных и дополнительных единиц Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования Наименование ханическое напряжение, модульупру­ гости бота, количе­ ство теплоты поток энергии электричества (электриче­ ский заряд) ское напря­ жение, элек­ трический по­ тенциал, раз­ ность электри­ ческих потен­ циалов, элек­ тродвижущая сила ская емкость ское сопро­ тивление нитной ин­ дукции, маг­ нитный поток ность, взаим­ ная индуктив­ ность значения единиц, входящих в производны е, разделяю тся точка­ ми, стоящ ими на средней линии как знак умножения «...». Н а­ пример: Н м (читается «ньютон-метр»), А - м 2 (ампер-квадратный метр), Н - с / м 2 (нью тон-секунда на квадратный метр). Н аи­ более употребительно выражение в виде произведения обозна­ чений единиц, возведенных в соответствующую степень, напри­ мер м2- С“ ".

При наименовании, соответствующем произведению единиц с кратными или дольными приставкам и, рекомендуется п р и ­ ставку присоединять к наименованию первой единицы, входя­ щей в произведение. Например, 103 единиц момента силы - нью­ тон-м етров следует именовать «килонью тон-метр», а не «нью­ тон-километр». Записывается это следующим образом: кН м, а не Н км.

1. Что такое физическая величина?

2. Почему величины называются физическими?

3. Что понимается под размером ФВ?

4. Что означает истинное и действительное значения ФВ?

5. Что означает безразмерная ФВ?

6. Чем отличается кратная единица ФВ величины от дольной?

7. Укажите правильный ответ на следующие вопросы:

единицей объема, принятой в СИ, является:

1) литр; 2) галлон; 3) баррель; 4) кубический метр; 5) унция;

единицей температуры, принятой в СИ, является:

1) градус Фаренгейта; 2) градус Цельсия; 3) Кельвин, 4) градус Ранкина;

единицей массы, принятой в СИ, является:

1) тонна; 2) карат; 3) килограмм; 4) фунт; 5) унция, 8. Не заглядывая в пройденный материал, напишите в столбик наи­ менования основных физических величин Международной системы еди­ ниц СИ, их наименования и условные обозначения, 9. Назовите известные внесистемные единицы физических величин, узаконенные и широко применяющиеся в нашей стране, 10. Попытайтесь с помощью табл, 1,1 присвоить приставки к основ­ ным и производным единицам физических величин и запомнить наибо­ лее распространенные в энергетике для измерений электрических и маг­ нитных величин, 1.3. Воспроизведение и передача размеров Как уже говорилось, метрология - это наука, которая в пер­ вую очередь занимается измерениями.

Измерение - нахождение значения ФВ опытным путем с помо­ щью специальных технических средств.

Измерение включает в себя различные операции, после завер­ шения которых получается некоторый результат, являю щ ийся результатом измерения (прямые измерения) или исходными дан­ ными для получения результата наблюдения (косвенные измере­ ния), Измерение включает в себя наблюдение.

Наблюдение при измерении - эксперим ентальная операция, выполняемая в процессе измерений, в результате которой полу­ чают одно значение из группы значений величины, подлежащих совместной обработке для получения результата измерения.

пользоваться, необходимо обеспечить единство измерений.

Единство измерений - это такое состояние измерений, при котором результаты измерений выражаются в узаконенных еди­ ницах, а их погрешность известна с заданной вероятностью. Так же указывалось, что измерение - это нахождение значения ФВ опытным путем с помощью специальных технических средств - средств измерений (СИ), Для обеспечения единства измерений необходима тождествен­ ность единиц, в которых проградуированы все средства измере­ ний, т,е, должна быть использована определенная шкала ФВ, вос­ произведение, хранение и передача единиц ФВ, Шкала ФВ - последовательность значений, присвоенная в со­ ответствии с правилами, принятыми по соглашению, последова­ тельности одноименных ФВ различного размера (например, ш ка­ ла медицинского термометра или весов).

Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц ФВ осуществляется с помощью эталонов. Высшим звеном в цепи пе­ редачи размеров единиц ФВ являются эталоны первичные этало­ ны и эталоны-копии.

Первичный эта,юн - эталон, обеспечивающий воспроизведе­ ние единицы с наивысш ей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

Вторичный эталон - эталон, значение которого устанавлива­ ют по первичному эталону.

Специальный эталон - эталон, обеспечивающий воспроизве­ дение единицы в особых условиях и заменяю щ ий для этих усло­ вий первичный эталон.

Государственный эталон - первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного ал я страны.

Эталон-свидетель - вторичный эталон, предназначенный для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.

Эталон-копия - вторичный эталон, предназначенный для пе­ редачи размеров единиц рабочим эталонам.

Эталон сравнения - вторичный эталон, применяемый для сли­ чения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом.

Рабочий эталон - эталон, применяемый для передачи размера единицы рабочим СИ.

Эталон единицы - средство измерений (или комплекс С И), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы в целях передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в установленном порядке в качестве эталона.

Эталонная установка - измерительная установка, входящая в комплекс С И, утвержденная в качестве эталона.

Основное назначение эталонов - обеспечение материальнотехнической базы воспроизведения и хранения единиц ФВ. Они систематизируются по воспроизводимым единицам:

Основные единицы ФВ Международной системы СИ должны воспроизводится централизованно с помощью Государственных эталонов;

Дополнительные, производные, а при необходимости и вне­ системные единицы ФВ исходя из технико-экономической целе­ сообразности воспроизводятся одним из двух способов:

1) централизованно с помощью единого для всей страны Го­ сударственного эталона;

2) децентрализовано посредством косвенных измерений, вы­ полненных в органах метрологической службы с помощью рабо­ чих эталонов.

Централизованно воспроизводится больш инство важнейших производных единиц М еждународной системы единиц СИ:

ньютон - сила (1 Н = 1 кг - м с~2);

джоуль - энергия, работа (1 Дж = 1 Н м);

паскаль - давление (1 Па = 1 Н м~2);

ом - электрическое сопротивление;

вольт - электрическое напряжение.

Децентрализовано воспроизводятся единицы, размер которых не может передаваться прямым сравнением с эталоном (напри­ мер, единица площади) или если поверка мер посредством кос­ венных измерений проще, чем сравнение с эталоном, и обеспе­ чивает необходимую точность (например, единица вместимости и объема). При этом создаются поверочные установки высшей точности.

Государственные эталоны хранятся в соответствующих метро­ логических институтах Российской Федерации. По ныне действу­ ющему решению Госстандарта РФ допускается их хранение и при­ менение в органах ведомственных метрологических служб.

Кроме национальных эталонов единиц ФВ существуют между­ народные эталоны, хранимые в М еждународном бюро мер и ве­ сов. Под эгидой Международного бюро мер и весов проводится систематическое международное сличение национальных этало­ нов крупнейших метрологических лабораторий с международны­ ми эталонами и между собой. Так, например, эт&тон метра и ки ­ лограмма сличают один раз в 25 лет, эталоны электрического на­ пряжения, сопротивления и световые - один раз в 3 года.

Большинство эталонов представляют собой сложные и весьма дорогостоящие физические установки, требующие для своего об­ служивания и применения ученых высочайшей квалификации, обеспечивающих их эксплуатацию, совершенствование и хране­ ние.

Рассмотрим примеры некоторых государственных эталонов.

В качестве эталона длины до 1960 г. действовал следующий эта­ лон метра. Метр определялся как расстояние при 0 °С между осями двух соседних штрихов, нанесенных на платиново-иридиевом брус­ ке, хранящ емся в М еждународном бюро мер и весов, при усло­ вии, что эта линейка находится при нормальном давлении и под­ держивается двумя роликами диаметром не менее 1 см, располо­ женными симметрично в одной продольной плоскости на рассто­ янии 571 мм один от другого.

Требование к повы ш ению точности (платиново-иридиевы й брусок не позволяет воспроизводить метр с погрешностью, мень­ шей 0,1 мкм), а также целесообразность установления естествен­ ного и неразмерного эталона привели к созданию в 1960 г. нового, действующего по настоящее время эталона метра, точность кото­ рого на порядок выше старого.

В новом этал о н е метр о п р ед ел яется как д л и н а, равн ая 1 650 763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2р Ц и 5d5 атома криптона-86. Ф изиче­ ский принцип эталона заключается в определении излучения све­ товой энергии при переходе атома с одного энергетического уровня на другой.

Место хранения эталона метра - ВЫ ИИМ им. Д. И. Менделеева.

Среднее квадратическое отклонение (СКО) воспроизведения единицы метра не превышает 5 10~9 м.

Эталон постоянно совершенствуется в целях повыш ения точ­ ности, стабильности, надежности с учетом последних достиже­ ний физики.

Государственный первичный эталон РФ массы (килограмма) хранится во В Н И И М им. Д. И. Менделеева. Он обеспечивает вос­ произведение единицы массы 1 кг с СКО не более 3 10~8 кг. В со­ став государственного первичного эталона килограмма входят:

Копия международного прототипа килограмма - платиново­ иридиевый прототип № 12, представляющий собой гирю в виде цилиндра с закругленными ребрами диаметром 39 мм и высотой 39 мм;

Эталонные весы № 1 и № 2 на 1 кг с дистанционным управ­ лением для передачи размера единицы массы от прототипа № эталонам-копиям и от эталонов-копий рабочим эталонам.

Эталон единицы силы электрического тока хранится во ВН И ­ ИМ им. Д. И. Менделеева. Он состоит из токовых весов и аппарату­ ры для передачи размера единицы силы тока, в которую входит катушка электрического сопротивления, получивш ая значение сопротивления от первичного эталона единицы электрического сопротивления - ома.

СКО погрешности воспроизведения не превышает 4- 10~6, неисключенная систематическая погрешность не превышает 8 10~6.

Эталон единицы температуры представляет собой очень слож­ ную установку. Измерение температуры в диапазоне 0,01...0,8 К осуществляется по температурной шкале термометра магнитной восприимчивости ТШ ТМ В. В диапазоне 0,8... 1,5 К используется ш кала гелия-3 (3Не), основанная на зависимости давления насы ­ щенных паров гелия-3 от температуры. В диапазоне 1,5...4,2 К ис­ пользуется шкала гелия-4 (4Н), основанная на том же принципе.

В диапазоне 4,2... 13,81 К температура измеряется по шкале гер­ м аниевого терм ом етра сопротивления Т Ш ГТС. В диапазоне 13,81...6 300 К используется международная практическая шкала М П ТШ -68, основанная на ряде воспроизводимых равновесных состояний различных веществ.

Передача размеров единиц от первичного эталона рабочим мерам и средствам измерения осуществляется с помощью разряд­ ных эталонов.

Разрядный эталон - мера, измерительный преобразователь или измерительный прибор, служащий для поверок по ним других С И и утвержденный в органах Государственной метрологической службы.

Передача размеров от соответствующего эталона рабочим сред­ ствам измерения (РСИ) осуществляется по поверочной схеме.

Поверочная схема - утвержденный в установленном порядке документ, устанавливающий средства, методы и точность переда­ чи размера единицы от эталона рабочим СИ.

Схема передачи размеров (метрологическая цепь) от эталонов к рабочим СИ (первичный эталон - эталон-копия - разрядные эталоны -» рабочие СИ) представлена на рис. 1.2.

Между разрядными эталонами существует соподчиненность:

эталоны первого разряда поверяются непосредственно по эталонам-копиям; эталоны второго разряда - по эталонам 1-го разря­ да и т.д.

Отдельные рабочие СИ наивысшей точности могут поверяться по эталонам-копиям, высшей точности - по эталонам 1-го разряда.

Разрядные эталоны находятся в метрологических институтах Государственной метрологической службы (М С), а также в повеРис. 1.2. Схема передачи размеров рочных лабораториях отраслевых М С, которым в установленном порядке предоставлено право поверки СИ.

СИ в качестве разрядного эталона утверждаются органом Го­ сударственной МС. Для обеспечения правильности передачи раз­ меров ФВ во всех звеньях метрологической цепи должен быть ус­ тановлен определенный порядок. Этот порядок приводится в по­ верочных схемах.

Положение о поверочных схемах установлено ГОСТ 8.061 - «ГСИ. Поверочные схемы. Содержание и построение».

Различают Государственные поверочные схемы и локальные (отдельных региональных органов Государственной МС или ве­ домственных МС). Поверочные схемы содержат текстовую часть и необходимые чертежи и схемы.

Строгое соблюдение поверочных схем и своевременная повер­ ка разрядных эталонов - необходимые условия для передачи д о ­ стоверных размеров единиц физических величин рабочим сред­ ствам измерений.

Непосредственно для выполнения измерений в науке и техни­ ке используют рабочие средства измерения.

Рабочее средство измерения - С И, применяемое для измере­ ний, не связанных с передачей размеров.

1. Что такое эталон единицы физической величины?

2. Каково основное назначение эталонов?

3. На каких принципах основан эталон единицы длины?

4. Что такое поверочная схема?

С точки зрения информационной теории измерение представ­ ляет собой процесс, направленный на уменьшение энтропии из­ меряемого объекта. Энтропия является мерой неопределенности наших знаний об объекте измерений.

В процессе измерения мы уменьшаем энтропию объекта, т.е.

получаем дополнительную информацию об объекте.

Измерительной информацией называется информация о значе­ ниях измеренных ФВ.

Эта информация и называется измерительной, поскольку по­ лучается в результате измерений. Таким образом, измерение - это нахождение значения ФВ опытным путем, заключающемся в сравнении измеряемой ФВ с ее единицей с помощью специаль­ ных технических средств, которые часто называют средствами измерений.

Применяемые при измерениях методы и технические средства не являются идеальными, а органы восприятия экспериментато­ ра не могут идеально воспринимать показания приборов. Поэтому после завершения процесса измерения остается некоторая не­ определенность в наших знаниях об объекте измерения, т. е. полу­ чить истинное значение ФВ невозможно. Остаточная неопределен­ ность наших знаний об измеряемом объекте может характеризо­ ваться различными мерами неопределенности. В метрологической практике энтропия практически не используется (за исклю чени­ ем аналитических измерений). В теории измерений мерой неопре­ деленности результата измерений является погрешность резуль­ тата наблюдений.

Под погрешностью результата измерения, или погрешностью из­ мерения, понимается отклонение результата измерения от истин­ ного значения измеряемой физической величины.

Записывается это следующим образом:

где X тм - результат измерения; X - истинное значение ФВ.

Однако поскольку истинное значение ФВ остается неизвест­ ным, то неизвестна и погрешность измерений. Поэтому на прак­ тике имеют дело с приближенными значениями погрешности или с так называемыми их оценками. В формулу для оценки погреш ­ ности подставляют вместо истинного значения ФВ ее действи­ тельное значение. Под действительным значением ФВ понимается ее значение, полученное опытным путем и настолько приближа­ ющееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Таким образом, формула для оценки погрешности имеет сле­ дующий вид:

где ХЛ- действительное значение ФВ.

Таким образом, чем меньше погрешность, тем более точными являются измерения.

Точность измерений - качество изм ерений, отражающее бли­ зость их результатов к истинному значению измеряемой величи­ ны. Ч исленно оно обратно погреш ности измерений, например, если погреш ность изм ерений равна 0,0001, то точность равна 10 000.

Каковы же основные причины возникновения погрешности?

Можно выделить четыре основные группы погрешностей из­ мерений:

1) погрешности, обусловленные методиками выполнения из­ мерений (погрешность метода измерений);

2) погрешность средств измерений;

3) погрешность органов чувств наблюдателей (личные погреш­ ности);

4) погрешности, обусловленные влиянием условий измерений.

Все эти погрешности дают суммарную погрешность измерений.

В метрологии принято подразделять суммарную погрешность из­ мерений на две составляющие: случайную и систематическую по­ грешности.

Эти составляющие различны по своей физической сути и про­ явлению.

Случайная погрешность измерений - составляющая погреш но­ сти результатов измерений, изменяю щ аяся случайным образом (по знаку и значению) в повторных наблюдениях, проведенных с одинаковой тщательностью одной и той же не изменяющейся (де­ терм инированной) ФВ.

Случайная составляющая суммарной погрешности характери­ зует такое качество измерений, как их точность. Случайная по­ грешность результата измерения характеризуется так называемой дисперсией D. Она выражается квадратом единиц измеряемой ФВ.

П оскольку это неудобно, обычно на практике случайная погреш­ ность характеризуется так называемым средним квадратическим отклонением. М атематически СКО выражается как квадратный корень из дисперсии:

Среднее квадратическое отклонение результата измерений ха­ рактеризует рассеяние результатов измерений. П ояснить это мож­ но следующим образом. Если навести винтовку на какую-либо точку, жестко ее закрепить и произвести несколько выстрелов, то не все пули попадут в эту точку. Они будут располагаться вблизи точки прицеливания. Степень их разброса от указанной точки и будет характеризоваться средним квадратическим отклонением.

Систематическая погрешность измерений - составляющая по­ грешности результата измерений, остающаяся постоянной или же закономерно изменяю щ аяся при повторных наблюдениях одной и той же не изменяю щ ейся ФВ. Эта составляющая суммарной погреш ности характеризует такое качество изм ерений, как их правильность.

В общем случае в результатах измерений всегда присутствуют эти обе составляющие. На практике часто бывает так, что одна из них значительно превышает другую. В этих случаях меньшей со­ ставляющей пренебрегают. Например, при измерениях, проводи­ мых с помощью линейки или рулетки, как правило, преобладает случайная составляющая погрешности, а систематическая - мала, ею пренебрегают. Случайная составляющая в этом случае объяс­ няется следующими основными причинами: неточность (перекос) установки рулетки (линейки), неточность установки начала от­ счета, изменение угла наблюдения, усталость глаза, изменение освещенности.

Систематическая погрешность возникает из-за несовершенства метода вы полнения изм ерений, погреш ностей С И, неточного знания математической модели изм ерений, влияния условий, погрешностей градуировки и поверки СИ, личных причин.

Поскольку случайные погрешности результатов измерений яв­ ляются случайными величинами, в основе их обработки лежат методы теории вероятностей и математической статистики.

Случайная погрешность характеризует такое качество, как точ­ ность измерений, а систематическая - правильность измерений.

По своему выражению погрешность измерений может быть аб­ солютной и относительной.

Абсолютная погрешность - погрешность, выраженная в еди­ ницах измеряемой величины. Например, погрешность измерения массы в 5 кг - 0,0001 кг. Она обозначается знаком Д.

Относительная погрешность - это безразм ерная величина, определяющаяся отношением абсолютной погрешности к действи­ тельному значению измеряемой ФВ, она может выражаться в процентах (%). Например, относительная погрешность измерения массы 5 кг - Q’QQQl _ 0,00002 или 0,002 %. Иногда берется отно­ шение абсолютной погрешности к максимальному значению ФВ, которое может быть измерено данным СИ (верхний предел ш ка­ лы прибора). В этом случае относительная погрешность называется приведенной.

Относительная погрешность обозначается 8 и определяется сле­ дующим образом:

где Д - абсолютная погрешность результата измерения; Xs - дей­ ствительное значение ФВ; Хтм - результат измерения ФВ.

Поскольку Xs = Хтм (или очень мало отличается от него), то на практике обычно принимается Кроме случайной и систематической погрешностей измерений различают так называемую грубую погрешность измерения. И ног­ да в литературе эту погрешность называют промахом. Грубая по­ грешность результата измерения - это такая погрешность, кото­ рая значительно превышает ожидаемую.

К ак уже отмечалось, в общем случае проявляю тся одновре­ менно обе составляющие суммарной погреш ности измерений:

случайная и систематическая, поэтому где: Д - суммарная погрешность измерений; Д - случайная со­ ставляющая погрешности измерения; 0 - систематическая со­ ставляющая погрешности измерения.

Виды измерений обычно классифицируются по следующим признакам:

характеристика точности - равноточны е, неравноточные (равнорассеянные, неравнорассеянны е);

число измерений - однократные, многократные;

отнош ение к изменению измеряемой величины - статиче­ ские, динамические;

метрологическое назначение - метрологические, технические;

выражение результата измерений - абсолютные, относитель­ ные;

общие приемы получения результатов измерений - прямые, косвенные, совместные, совокупные.

Равноточные измерения - ряд измерений какой-либо величи­ ны, выполненных одинаковыми по точности СИ и в одних и тех же условиях.

Неравноточные измерения - ряд измерений какой-либо вели­ чины, выполненных несколькими различными по точности СИ и (или) в разных условиях.

Однократное измерение - измерение, выполненное один раз.

Многократные измерения - измерения одного и того же разме­ ра ФВ, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом наблюдений, т.е. состоящих из ряда однократных изме­ рений.

Прямое измерение - измерение ФВ, проводимое прямым мето­ дом, при котором искомое значение ФВ получают непосредствен­ но из опытных данных. Прямое измерение производится путем экспериментального сравнения измеряемой ФВ с мерой этой ве­ личины или путем отсчета показаний СИ по шкале или цифрово­ му прибору.

Например, измерения длины, высоты с помощью линейки, напряжения - с помощью вольтметра, массы - с помощью ве­ сов.

Косвенное измерение - измерение, проводимое косвенным ме­ тодом, при котором искомое значение ФВ находят на основании результата прямого измерения другой ФВ, ф ункционально свя­ занной с искомой величиной известной зависимостью между этой ФВ и величиной, получаемой прямым измерением. Например:

определение площ ади, объема с помощью изм ерения длины, ш ирины, высоты; электрической мощности - методом измере­ ния силы тока и напряжения и т.д.

Совокупные измерения - проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значе­ ния величин определяют путем решения системы уравнений, по­ лучаемых при измерениях различных сочетаний этих величин.

П р и м е р: Значение массы отдельных гирь набора определяют по известному значению массы одной из гирь и по результатам измерений (сравнений) масс различных сочетаний гирь.

Имеются гири с массами т и тъ /и3:

где Л/] 2 - масса гирь Ш и т2", М, 2 3 - масса гирь т ь т2 тг.

Часто именно этим путем добиваются повыш ения точности результатов измерений.

Совместные измерения - проводимые одновременно измере­ ния двух или нескольких неодноименных физических величин для определения зависимости между ними.

Как уже указывалось, измерение - это процесс нахождения значений физической величины. Таким образом, физическая ве­ личина является объектом измерения. Кроме того, следует иметь в виду, что под физической величиной понимается такая величи­ на, размер которой может быть определен ф изическими метода­ ми. Именно поэтому величина и называется физической.

Значение ф изической величины определяется с помощ ью средств измерений определенным методом. Под методом измере­ ний понимается совокупность приемов использования принци­ пов и средств измерений. Различают следующие методы измере­ ний:

метод непосредственной оценки - метод, в котором значение величины определяют непосредственно по отчетному устройству измерительного прибора (измерение длины с помощью линейки, массы - с помощью пружинных весов, давление - с помощью манометра и т. п.);

метод сравнения с мерой - метод измерения, в котором изме­ ряемую величину сравниваю т с величиной, воспроизводимой мерой (измерение зазора между деталями с помощью щупа, из­ мерение массы на рычажных весах с помощью гирь, измерение длины с помощью конпевых мер и т.п.);

метод противопоставления - метод сравнения с мерой, в ко­ тором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействует на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотнош ение между этими величинами (измерение массы на равноплечных весах с помещением изм еря­ емой массы и уравновешивающих ее гирь па двух чашках весов);

дифференциальный метод - метод сравнения с мерой, в кото­ ром на измерительный прибор воздействует разность измеряемой и известной величины, воспроизводимой мерой (измерение дли­ ны сравнением с образцовой мерой на компараторе - средстве сравнения, предназначенном для сличения мер однородных ве­ личин);

нулевой метод - метод сравнения с мерой, в котором резуль­ тирующий эф ф ект воздействия величин на прибор сравнения до­ водят до нуля (измерение электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием);

метод замещения - метод сравнения с мерой, в котором изме­ ренную величину замешают известной величиной, воспроизво­ димой мерой (взвешивание с поочередным помещением измеря­ емой массы и гирь на одну и ту же чашку весов);

метод совпадений - метод сравнения с мерой, в которой раз­ ность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводи­ мой мерой, измеряют, используя совпадение от меток шкал или периодических сигналов (измерение длины с помощью ш танген­ циркуля с нониусом, когда наблюдают совпадение отметок на шкалах ш тангенциркуля и нониуса; измерение частоты вращения с помощью стробоскопа, когда положение какой-либо отметки на вращающемся объекте совмещают с отметкой на невращающейся части определенной частоте вспыш ек стробоскопа).

Кроме отмеченных методов различают контактный и бескон­ тактный методы измерений.

Контактный метод измерений - это метод измерений, осно­ ванный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения. Например, измерение размеров отверстия штангенциркулем или индикаторным нутромером.

Бесконтактный метод измерений - это метод измерений, ос­ нованный на том, что чувствительный элемент средства измере­ ний не приводится в контакт с объектом измерения. Например, измерение расстояния до объекта с помощью радиолокатора, из­ мерение параметров резьбы с помощ ью инструментального м ик­ роскопа.

Итак, мы разобрались (надеемся) с некоторыми полож ени­ ями метрологии, связанными с единицами физических величин, системами единиц физических величин, группами погрешностей результата измерений и, наконец, с видами и методами измере­ ний.

Мы подошли к одному из важнейших разделов науки об изме­ рении - обработке результатов измерений. На самом деле от того, какой метод измерения мы избрали, чем мы измерили, как мы измерили, зависит результат измерения и его погрешность. Но без обработки этих результатов мы не сможем определить численное значение измеряемой величины, сделать какой-либо конкретный вывод.

По большому счету обработка результатов измерений - это ответственный и порой сложный этап подготовки ответа на воп­ рос об истинном значении измеряемого параметра (физической величины). Это и определение среднего значения измеряемой ве­ личины и его дисперсии, и определение доверительных интерва­ лов погрешностей, нахождение и исключение грубых погреш нос­ тей, оценка и анализ систематических погрешностей и т.д. Более подробно с этими вопросами можно познакомиться в другой л и ­ тературе. Здесь же мы рассмотрим лиш ь первые шаги, вы полня­ емые при обработке результатов равноточных измерений, кото­ рые подчиняю тся нормальному закону распределения.

К ак уже указывалось, определить истинное значение ф изиче­ ской величины по результатам ее измерения невозможно в прин­ ципе. На основании результатов измерений может быть получена оценка этого истинного значения (его среднее значение) и д и ­ апазон, внутри которого искомое значение находится с принятой доверительной вероятностью. Другими словами, если принятая доверительная вероятность равна 0,95, то истинное значение из­ меряемой физической величины с вероятностью 95 % находится внутри определенного интервала результатов всех измерений.

Конечной задачей обработки результатов любых измерений является получение оценки истинного значения измеряемой ф и ­ зической величины, обозначаемой Q, и диапазона значений, внут­ ри которого находится эта оценка с принятой доверительной ве­ роятностью.

Для равноточных (равнорассеянных) результатов измерений эта оценка представляет собой среднее арифметическое значение изме­ ряемой величины из п единичных результатов:

где п - число единичных измерений в ряду; Xi - результаты из­ мерений.

Для определения диапазона (доверительного интервала) изме­ нения среднего значения измеряемой физической величины не­ обходимо знать закон ее распределения и закон распределения погрешности результатов измерений. В метрологической практике обычно используются следующие законы распределения резуль­ татов измерений и их погрешностей: нормальный, равномерный, по треугольнику и трапециевидный.

Рассмотрим случай, когда рассеяние результатов измерений подчиняется нормальному закону распределения, а результаты измерений являются равноточными.

На первом этапе обработки результатов измерений оценивают наличие грубых погрешностей (промахов). Для этого определяют среднюю квадратическую погрешностью результатов единичных из­ мерений в ряду измерений (С К П) Вместо термина С К П на практике широко распространен тер­ мин «среднее квадратическое отклонение», которое обозначается символом S. При обработке ряда результатов измерений, свобод­ ных от систематических погрешностей, С К П и СКО являются одинаковой оценкой рассеяния результатов единичных измере­ ний.

Для оценки наличия грубых погрешностей пользуются опреде­ лением доверительных границ погрешности результата измерения.

В случае нормального закона распределения они вычисляются как где t - коэф фициент, зависящий от доверительной вероятности Р и числа измерений (выбирается по таблицам).

Если среди результатов измерений найдутся такие, значение которых выходят из доверительных границ, т. е. больше или м ень­ ше среднего значения х на величину 35, то они являются грубыми погреш ностями и из дальнейшего рассмотрения исключаются.

Точность результатов наблюдений и последующих вычислений при обработке данных должна быть согласованы с необходимой точностью результатов измерений. Погрешность результатов из­ мерений следует выражать не более чем двумя значащими цифра­ ми.

При обработке результатов наблюдений следует пользоваться правилами приближенных вычислений, а округление выполнять по следующим правилам.

1. Округлять результат измерения следует так, чтобы он оканчи­ вался цифрой того же порядка, что и погрешность. Если значение результата измерения оканчивается нулями, то нуль отбрасывается до того разряда, который соответствует разряду погрешности.

Например: погрешность Д = ±0,0005 м.

После вычислений получены результаты измерений:

2. Если первая из заменяемых нулем или отбрасываемых цифр (сле­ ва направо) меньше 5, то остающиеся цифры не изменяются.

Например: Д = 0,06; X - 2,3641 = 2,36.

3. Если первая из заменяемых нулем или отбрасываемых цифр рав­ на 5, а за ней не следует никаких цифр или нулей, то округление производят до ближайшего четного числа, т.е. четную последнюю оставленную цифру или ноль оставляют без изменений, нечетную уве­ личивают на /:

Например: Д = ±0,25;

4. Если первая из заменяемых нулем или отбрасываемых цифр больше или равна 5, но за ней следует отличная от нуля цифра, то последнюю оставленную цифру увеличивают на 1.

Например: Д = ±1 2; Х х = 236,51 = 237.

Дальнейш ий анализ и обработка полученных результатов вы ­ полняется по ГОСТ 8.207 - 80 ГСИ «Прямые измерения с м ного­ кратными наблюдениями. Методы обработки результатов наблю­ дений».

Рассмотрим пример начальной обработки результатов единич­ ных измерений диаметра шейки вала (табл. 1.5), выполненных микрометром в одних и тех же условиях.

1. Расположим полученные результаты в монотонно увеличи­ вающийся ряд:

Xi;...10,03; 10,05; 10,07; 10,08; 10,09; 10,10; 10,12; 10,13; 10,16;

2. Определим среднее арифметическое значение результатов измерений:

3. Определим среднюю квадратическую погрешность результа­ тов измерений в полученном ряду:

4. Определим интервал, в котором будут находиться результаты измерений без грубых ошибок:

5. Определяем наличие грубых ошибок: в нашем конкретном примере результаты измерений не имеют грубых ош ибок и, сле­ довательно, все они принимаются для дальнейшей обработки.

Номер изме­ рения 10,08 10.09 10,03 10,10 10,16 10,13 10,05 10,30 10,07 10, Диаметр шейки, мм Если бы в результатах и зм ерени й были бы зн ач ен и я больш е 10,341 мм и м еньш е 9,885 м м, то п риш лось бы их исклю чить и сн о ва определить величины X и S.

1. Какие методы измерений находят применение в промышленности?

2. С какой целью выполняется обработка результатов измерений?

3. Как определяется среднее арифметическое значение измеряемой величины?

4. Как определяется средняя квадратическая погрешность результатов единичных измерений?

5. Что такое исправленный ряд результатов измерений?

6. Сколько значащих цифр должна содержать погрешность измере­ ния?

7. Каковы правила округления результатов расчетов?

8. Определите наличие и исключите из результатов равноточных из­ мерений напряжения в сети, выполненных вольтметром, грубые ошиб­ ки (результаты измерений представлены в вольтах): 12,28; 12,38; 12,25:

12,75; 12,40; 12,35; 12,33; 12,21; 12,15;12,24; 12,71; 12,30; 12,60.

9. Округлите результаты измерений и запишите его с учетом погреш­ ности:

1.5. Средства измерений и контроля Классификация средств измерений и контроля. Ч еловек п ракти ­ чески как в повседневн ой ж и зн и, так и в трудовой деятельности все врем я производит разли чн ы е и зм ерен и я, часто даж е не заду­ м ы ваясь об этом. К аж ды й свой ш аг он сои зм еряет с характером д ороги, ощ уш ает тепло или холод, уровень освещ ен н ости, с по­ м ощ ью санти м етра и зм еряет объем своей груди д л я вы бора одеж ­ ды и т.д. Н о, кон еч н о, только с пом ощ ью сп ец и альн ы х средств он мож ет получить достоверн ы е д ан н ы е о тех или ины х п арам ет­ рах, которы е ему необходим ы.

К л асси ф и к ац и я средств изм ерени й и кон трол я по т ипу конт ­ ролируемых ф изических величин вклю чает в себя следую щ ие о сн о в ­ н ы е величины; весовы е вел и чи н ы, геом етри чески е вел и чи н ы, м ехан ические вели чи ны, д авл ен и я, количества, расхода, уровня вещ ества, врем ени и частоты, ф и зи ко -х и м и ч еско го состава ве­ щ ества, теп ловы е величины, электри чески е и м агн и тн ы е вели чи ­ ны, ради отехн ически е величины, оп тическое излучение, и о н и ­ зирую щ ие излучение, акустические величины.

Каждый тип контролируемых физических величин, в свою оче­ редь, может быть подразделен на виды контролируемых величин.

Так, для электрических и магнитных величин можно выделить основные виды средств измерений и контроля: напряжения, тока, мощности, фазовых сдвигов, сопротивления, частоты, напряж ен­ ности магнитного поля и т.д.

Универсальные измерительные приборы позволяют проводить измерения многих параметров. Например, ш ироко используемый в практике мультиметр позволяет измерять постоянные и пере­ менные напряж ения, силу тока, величину сопротивления. При серийном производстве работник на своем рабочем месте часто должен контролировать только один или ограниченное число па­ раметров. В этом случае ему более удобно применять одномерные измерительные приборы, отсчет результатов измерения по кото­ рым более быстр и может быть получена большая точность. Так, например, при настройке стабилизаторов напряжения достаточ­ но иметь два независимых друг от друга приборов: вольтметра для контроля напряжения на выходе и амперметра для измерения тока нагрузки в рабочем диапазоне работы стабилизатора.

Автоматизация процесса производства привела к тому, что все шире начали применяться автоматические средства контроля. Во многих случаях они выдают информацию только в том случае, когда происходит отклонение измеряемого параметра от задан­ ных значений. Автоматические средства контроля классифициру­ ются по числу проверяемых параметров, степени автоматизации, способу преобразования измерительного импульса, воздействия на технологический процесс, использование компьютера.

Последние все чаще входят в состав различных технических устройств, они позволяют фиксировать в процессе эксплуатации возникаю щие неисправности, выдавать их по требованию обслу­ живающего персонала и даже указывать на методы устранения возникших неисправностей, обнаруженных с помощью различ­ ных измерительных устройств, входящих в состав самого техни­ ческого устройства. Так, при проведении периодического техни­ ческого осмотра автомобиля (а это предусмотрено соответству­ ющими правилами) вместо непосредственного подключения из­ мерительных приборов к различным агрегатам достаточно под­ ключить только один измерительный, а фактически фиксирую ­ щ ий, прибор в виде ноутбука, на который компьютер автомоби­ ля (а их может быть даже несколько) выдаст всю информацию не только о сиюминутном состоянии оборудования автомобиля, но и статистику возникавших неисправностей за последние несколь­ ко месяцев. Необходимо отметить, что в связи с тем что многие измерительные устройства, входящие в состав оборудования ав­ томобиля (или других технических устройств), работают на прин­ тер выдает рекомендации: снять, выбросить, заменить новым. Ком­ пьютеры в виде микропроцессоров входят непосредственно в со­ став различных измерительных приборов, например осциллогра­ фов, анализаторов спектра сигналов, измерителей нелинейных искажений. Они обрабатывают измеряемую информацию, запо­ минают ее и выдают оператору в удобной форме не только во время проведения измерений, но и спустя какое то время по тре­ бованию экспериментатора.

М ожно провести классификацию по способу преобразования из­ мерительного импульса; механические способы, пневматические, гидравлические, электрические, оптические акустические и т.д.

Практически в каждом из перечисленных способов можно допол­ нительно провести классиф икацию. Например, электрические способы могут использовать сигналы постоянного или перемен­ ного напряж ения, низкочастотные, высокочастотные, инф ранизкочастотные и т.д. В медицине используются флю орографические и рентгеноскопические способы преобразования. Или появивш а­ яся в последнее время магниторезонансная томография (компь­ ютерная томография).

Все это практически показывает, что провести всеобъемную классификацию по каким-то общим принципам фактически не­ целесообразно. В то же время в связи с тем, что в последнее время в процесс измерения параметров различных видов, все шире вне­ дряю тся электронные и электротехнические методы, компью тер­ ная техника, необходимо уделить этим методом большее внима­ ние.

Электрические методы измерений и контроля позволяют дос­ таточно просто осуществить запоминание полученных результа­ тов, обработку их статистически, определять среднее значение, дисперсию, прогнозировать последующие результаты измерений.

И спользование электроники позволяет передавать результаты из­ мерений по каналам связи. Например, на современных автомоби­ лях информация о снижения давления в ш ине (а это необходимо для предупреждения аварийной информации) передается води­ телю по радиоканалу. Для этого на ниппель камеры шины навер­ тывается вместо золотника миниатюрный датчик давления с ра­ диопередатчиком, который передает информацию с вращающе­ гося колеса к неподвижной антенне и далее на приборный щиток водителя. С помощью радиолокатора на последних типах автома­ шин определяется расстояние до впереди идушей автомашины, и если оно становится слиш ком малым, автоматически без участия водителя включаются тормоза. В авиации с помощью так называ­ емых черных ящ иков (на самом деле они ярко-оранжевые, чтобы были заметны) записывается информация о режиме полета, ра­ боте всех основных устройств самолета, что позволяет в случае катастрофы найти ее причину и принять меры для исключения подобной ситуации в дальнейшем. Подобные устройства по тре­ бованию страховых компаний начинают вводиться в ряде стран и на автомобилях. Ш ироко используются радиоканалы передачи измерительной информации с запускаемых спутников и балли­ стических ракет. Эта инф ормация обрабатывается автоматически (здесь играют роль секунды) и в случае отклонения движения от заданной траектории или возникновения аварийной ситуации с земли передается команда на самоликвидацию запущенного объекта.

Обобщенные структурные схемы средств измерений и контроля.

Для создания и изучения измерительных систем, отдельных средств измерений часто применяют так называемые общие структурные схемы средств измерений и контроля. В этих схемах изображены отдельные элементы средства измерений в виде символических блоков, соединенных между собой сигналами, характеризующи­ ми ф изические величины.

ГОСТ 16263 - 70 определяет следующие общие структурные элементы средств измерений: чувствительный, преобразователь­ ный элементы, измерительная цепь, измерительный механизм, отсчетное устройство, шкала, указатель, регистрирующее устрой­ ство (рис. 1.3).

Практически все элементы структурной схемы кроме чувстви­ тельного элемента (в ряде случаев и он тоже) работают на прин­ ципах электротехники и электроники.

Чувствительный элемент средства измерений является первым преобразовательным элем ентом, на который непосредственно воздействует измеряемая величина. Только этот элемент обладает способностью ф иксировать изм енения измеряемой величины.

Конструктивно чувствительные элементы весьма разнообразны, некоторые из них будут рассмотрены далее при изучении датчи­ ков. Главная задача чувствительного элемента - выработать сиг­ нал измерительной информации в форме, удобной для его даль­ нейшей обработки. Этот сигнал может быть чисто механическим, например перемещение или поворот. Но оптимальным является электрический сигнал (напряжение или реже ток), который под­ вергается удобной датьнейш ей обработке. Так, например, при измерении давления (жидкости, газа) чувствительный элемент представляет собой гофрированную эластичную мембрану котоРис. 1.3. Обобщенная слруктурная схема средств измерений и контроля рая под воздействием давления деформируется, т. е. происходит преобразование давления в линейное перемещение. А измерение светового потока с помощью фотодиода непосредственно преоб­ разует интенсивность светового потока в напряжение.

Преобразовательный элемент средства измерений осуществляет преобразование сигнала, выработанного чувствительным элемен­ том, в форму, удобную для последующей обработке и передаче по каналу связи. Так, рассмотренный ранее чувствительный элемент для измерения давления, на выходе которого линейное перемеще­ ние требует наличия преобразовательного элемента, например по­ тенциометрического датчика, позволяюшего преобразовать линей­ ное перемещение в напряжение пропорциональное перемещению.

В некоторых случаях приходится применять последовательно не­ сколько преобразователей, на выходе которых в конечном итоге будет удобный для использования сигнал. В этих случаях говорят о первом, втором и других преобразователях, включенных последо­ вательно. Фактически такая последовательная цепь преобразовате­ лей именуется измерительной цепью средства измерения.

Индикат ор необходим для выдачи оператору полученную из­ мерительную информацию в удобном для восприятия виде. В зави­ симости от характера сигнала, поступающего на индикатор от измерительной цепи, индикатор может быть выполнен как с по­ мощью механических или гидравлических элементов, (например, манометра), так и в виде (чаще всего) электрического вольтметра.

Сама инф ормация может быть представлена оператору в аналого­ вом или дискретном (цифровом) виде. В аналоговых индикаторах обычно представляется с помощью стрелки, перемещающейся по шкале с нанесенны ми значениями измеряемой величины (про­ стейший пример - стрелочные часы) и гораздо реже при непод­ вижной стрелке с перемещающейся шкалой. Дискретные циф ро­ вые индикаторы выдают информацию в виде десятичных цифр (простейший пример - часы с цифровой индикацией). Ц ифро­ вые индикаторы позволяют получить более точные результаты измерений по сравнению с аналоговыми, но при измерении бы­ стро меняю щихся величин оператор на цифровом индикаторе видит мелькание цифр, в то время как на аналоговом приборе хорошо заметно движение стрелки. Так, например, закончились неудачей использовать на автомобилях цифровые спидометры.

Результаты измерений могут быть при необходимости занесе­ ны в память измерительного устройства, в качестве которых обычно используются микропроцессоры. В этих случаях оператор может спустя какое то время востребовать из памяти необходимые ему предыдущие результаты измерения. Так, например, на всех л око­ мотивах железнодорожного транспорта стоят специальные устрой­ ства, записывающие скорость движения состава на разных участ­ ках пути. Эта информация сдается на конечных станциях и под­ вергается обработке для принятия мер с нарушителями скорост­ ных режимов на разных участках дороги.

В ряде случаев бывает необходимость передать измеренную ин ­ формацию на большое расстояние. Например, слежение за спут­ никами земли специальны ми центрами, находящимся в различ­ ных районах страны. Эта инф ормация оперативно передается в центральный пункт, где обрабатывается для контроля движения спутников.

Для передачи информации в зависимости от расстояния могут использоваться различные каналы связи - электрические кабели, световоды, инфракрасные каналы (простейш ий пример - дис­ танционное управление работой телевизора с помощью пульта), радиоканалы. На небольшие расстояния можно передавать анало­ говую информацию. Например, на автомобиле информация о дав­ лении масла в системе смазки непосредственно в виде аналогово­ го сигнала передается по проводам от датчика давления к индика­ тору. При относительно длинных каналах связи приходится ис­ пользовать передачу цифровой информации. Это связано с тем, что передавая аналоговый сигнал неизбежно его ослабление из-за падения напряжения в проводах. Но оказалось, что передавать цифровую информацию, в десятичной системе счисления невоз­ можно. Нельзя каждой цифре установить какой-то определенный уровень напряжения, например: цифре 2 - 2 В, цифре 3 - 3 В и т.д. Единственным приемлемым способом оказалось использо­ вать так называемую двоичную систему счисления, в которой су­ ществуют только две цифры: нуль и единица. Им можно устано­ вить соотнош ения нулю - нулевое напряжение, а единице - какое-то отличное от нуля. Неважно какое. Оно может быть и 3 В и 10 В. Во всех случаях оно будет соответствовать единице двоичной системы. Кстати, и любой компьютер, и портативные калькуля­ торы работают так же в двоичной системе счисления. Специаль­ ные схемы в них перекодируют вводимую с помощью клавиатуру десятичную информацию в двоичную, а результаты вычисления из двоичной формы - в привычную нам десятичную.

Хотя мы часто говорим, что какие-то сведения содержат боль­ шой объем информации или здесь практически нет никакой ин­ формации, мы не задумываемся о том, что информации можно придать вполне определенную математическую трактовку. П он я­ тие количественной меры информации ввел американский уче­ ный К. Ш еннон - один из основателей теории информации:

где I - количество полученной инф ормации; р„ - вероятность у приемника информации события после приема информации; р - вероятность у приемника информации события до приема и н ­ ф ормации.

Логарифм при основании 2 можно вычислить по формуле Если информация принимается без ош ибок, которые принци­ пиально могут быть в линии связи, то вероятность события у при­ емника сообщения равна единице. Тогда формула для количествен­ ной оценки информации примет более простой вид:

В качестве единицы меры количества информации принята еди­ ница, получившая название бит. Например, если с помощью при­ боров установлено, что на выходе какого-то устройства есть на­ пряжение (а имеются варианты: есть напряжение или нет) и ве­ роятности этих событий равновероятны, т.е. р = 0,5, то количе­ ство информации Определение количества передаваемой по каналу связи инф ор­ мации важно потому, что любой канал связи может передавать информацию с определенной скоростью, измеряемой в бит/с.

Согласно теореме, получившей название теоремы Ш еннона, для правильной передачи сообщения (информации) необходимо, что­ бы скорость передачи информации была бы больше производи­ тельности источника информации. Так, например, стандартная скорость передачи телевизионного изображения в цифровой ф ор­ ме (а именно так работает спутниковое телевидение и в ближай­ шие годы на этот метод перейдет и эфирное телевидение) равна 27 500 кбит/с. Необходимо иметь в виду, что по телевизионному каналу в ряде случаев передается важная информация снятая с осциллографа (форма сигналов, шкалы приборов и т.д.). Так как каналы связи, какими бы они не были, обладают вполне опреде­ ленными значениями максимальной скоростью передачи инф ор­ мации, то в информационных системах используют различные способы сжатия объема информации. Например, можно переда­ вать не всю информацию, а только ее изменение. Для уменьшения объема информации в каком-то непрерывном процессе можно ограничиться подготовкой к передаче по каналу связи данных об этом процессе только в определенные моменты времени, осуще­ ствляя опрос и получая так называемые выборки. Обычно опрос осуществляется через равные промежутки времени Т - периода опроса.

Восстановление на приемном конце канала связи непрерыв­ ной функции осуществляется с помошью интерполяционной об­ работке обычно осуществляемой автоматически. В системе пе­ редачи данных с использованием выборок источник непрерывно­ го сигнала с помощью электронного ключа (модулятора) превра­ щается в последовательность импульсов разной амплитуды. Эти импульсы поступают в канал связи, а на приемной стороне опре­ деленным образом подобранный фильтр превращает последова­ тельность импульсов снова в непрерывный сигнал. На ключ по­ ступает так же сигнал от специального генератора импульсов, который открывает ключ через равные промежутки времени Т.

О возможности восстановления первоначальной формы сигнала по выборкам указал в начале 1930-х годов Котельников, который сформулировал теорему, носящую сегодня его имя.

Если спектр функция Дг) ограничен, т.е.

где / тах - максимальная частота в спектре и если опрос произво­ дится с частотой / = 2/тах, то функция /(/) может быть точно вос­ становлена по выборкам.

Метрологические характеристики средств измерений и контро­ ля. Важнейшими свойствами средств измерений и контроля явля­ ются те, от которых зависит качество получаемой с их помощью измерительной информации. Качество измерений характеризует­ ся точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений, а также размером допускаемых погрешностей.

Метрологические характеристики (свойства) средств измерений и контроля - это такие характеристики, которые предназначены для оценки технического уровня и качества средства измерений, для определения результатов измерений и расчетной оценки характе­ ристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

ГОСТ 8.009 - 84 устанавливает комплекс нормируемых метро­ логических характеристик средств измерений, который выбира­ ется из числа приводимых далее.

Характеристики, предназначенные для определения результат ов измерений (без введения поправки):

функция преобразования измерительного преобразователя;

значение однозначной или значения многозначной меры;

цена деления шкалы измерительного прибора или многознач­ ной меры;

вид выходного кода, число разрядов кода.

Характеристики погрешностей средств измерений - характери­ стики систематической и случайной составляющих погрешностей, вариация выходного сигнала средства измерений либо характери­ стика погрешности средств измерений.

Характеристики чувствительности средств измерений к влия­ ющим величинам - функция влияния или изменение значений метрологических характеристик средств измерений, вызванные из­ менениями влияющих величин в установленных пределах.

Динамические характеристики средств измерений подразделяются на полные и частные. К первым относятся: переходная характери­ стика, амплитудно-фазовая и импульсная характеристики, пере­ даточная ф ункция. К частным динамическим характеристикам относятся: время реакции, коэф ф ициент демпфирования, посто­ янная времени, значение резонансной собственной круговой ча­ стоты.

Неинформативные параметры выходного сигнала средств изме­ рений - параметры выходного сигнала, не используемые для пе­ редачи или индикации значения информативного параметра вход­ ного сигнала измерительного преобразователя или не являю щ ие­ ся выходной величиной меры.

Рассмотрим более подробно наиболее часто встречающиеся метрологические показатели средств измерений, которые обеспе­ чиваются определенными конструктивными решениями средств измерений и их отдельных узлов.

Цена деления шкалы - это разность значений величин, соот­ ветствующих двум соседним отметкам шкалы. Например, если перемещение указателя шкалы из положения I в положение II (рис. 1.4, а) соответствует изменению величины в 0,01 В, то цена деления этой шкалы равна 0,01 В. Значения цен делений выбира­ ют из ряда 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500. Но чаще всего ис­ пользуют кратные и дольные значения от 1 до 2, а именно: 0,01;

0,02; 0,1; 0,2; 1; 2; 10 и т.д. Цена деления шкалы всегда указывает­ ся на шкале средства измерений.

И нт ервал деления шкалы - это расстояние между серединами двух соседних штрихов шкалы (рис. 1.4, б). Н а практике исходя из разрешающей силы глаз оператора (острота зрения), учитывая ширину штрихов и указателя, минимальный интервал деления ш калы принимаю т равным 1 мм, а максимальный - 2,5 мм. Наи­ более распространенной величиной интервала является 1 мм.

Начальное и конечное значение шкалы - соответственно наи­ меньшее и наибольшее значение измеряемой величины, указан­ ные на шкале, характеризующие возможности шкалы средства измерений и определяющие диапазон показаний.

Одной из основных характеристик средств измерений контак­ тным методом является измерительное усилие, которое возникает в зоне контакта измерительного наконечника средства измерений с измеряемой поверхностью в направлении линии измерения. Оно необходимо для того, чтобы обеспечить устойчивое замыкание измерительной цепи. В зависимости от допуска контролируемого изделия рекомендуемые величины измерительного усилия нахо­ дятся в пределах от 2,5 до 3,9 Н. Важным показателем измеритель­ ного усилия является перепад измерительного усилия - разность измерительного усилия при двух положениях указателя в пределах диапазона показаний. Стандарт ограничивает эту величину в зави­ симости от типа средства измерений.

Свойство средства измерений, заключающееся в его способ­ ности реагировать на изменения измеряемой величины, называ­ ется чувствительностью. Она оценивается отношением изменения положения указателя относительно шкалы (выраженного в л и ­ нейных или угловых единицах) к соответствующему изменению измеряемой величины.

Порог чувствительности средства измерений - изменение и з­ меряемой величины, вызываю щее наименьш ее изменение его показаний, обнаруживаемое при нормальном для данного сред­ ства способе отсчета. Эта характеристика важна при оценке малых перемещений.

В ариация показаний - наибольш ая эксперим ентально о п р е­ деляемая разность между повторными показаниям и средства и з­ м ерений, соответствую щ ими одному и тому же действительно­ му значению измеряемой им величины при неизм енны х в н е ­ шних условиях. О бы чно вариация показаний у средств изм ере­ ний составляет 10...50% цены деления, она определяется пу­ тем м ногократного арретирования н аконечника средства изм е­ рений.

Для датчиков характерны следующие метрологические харак­ теристики:

Номинальная ст атическая характ ерист ика преобразования S f H „х). Эта нормируемая метрологическая характеристика явля­ ется градуировочной характеристикой преобразователя;

Коэффициент преобразования - отнош ение приращ ения зна­ чения электрической величины к вызвавшему его приращению неэлектрической величины Кпр = AS/AXttyпредельная чувст вит ельност ь- порог чувствительности;

системат ическая составляющая погрешности преобразования;

случайная составляющая погрешности преобразования;

Динамическая погрешность преобразования - связана с тем, что при измерении быстроменяющихся величин инерционность преобразователя приводит к запаздыванию его реакции на изме­ нение входной величины.

Особое место в метрологических характеристиках средств из­ мерений и контроля занимаю т погрешности измерений, в частно­ сти погрешности самих средств измерений и контроля. В подразд. 1. уже были рассмотрены основные группы погрешностей измере­ ний, являющиеся следствием проявления ряда причин, создающих суммарный эффект.

Погрешность измерения - это отклонение Д результата изме­ рения Хтм от действительного значения Ха измеряемой величины.

Тогда погрешность средства измерений - это разность Дп между показанием прибора Хп и действительным значением измеряемой величины:

Погреш ность средства измерений есть составляющая общей погрешности измерения, которая включает в себя в общем случае помимо Д„ погрешности установочных мер, температурных коле­ баний, погрешности, вызванные нарушением первичной настрой­ ки СИ, упругими деформациями объекта измерения, обуслов­ ленные качеством измеряемой поверхности и другие.

Наряду с терминами «погрешность измерения», «погрешность средства измерений» используется понятие «точность измерения», которое отражает близость его результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерения соответствует малым погрешностям измерений. П огреш ности измерений обы ч­ но классифицируют по причине их возникновения и по виду по­ грешностей.

Инструментальные погрешности возникают вследствие недоста­ точно высокого качества элементов средств измерений и контро­ ля. К этим погрешностям можно отнести погрешности изготовле­ ния и сборки СИ; погрешности из-за трения в механизме СИ, недостаточной жесткости его деталей и т.п. Инструментальная погрешность индивидуальна для каждого СИ.

Причиной возникновения методических погрешностей служит несовершенство метода измерений, т.е. то, что мы сознательно измеряем, преобразуем или используем на выходе средств изме­ рений не ту величину, которая нам нужна, а другую, которая отражает нужную лиш ь приблизительно, но гораздо проще ре­ ализуется.

За основную погрешность принимаю т погрешность средства из­ мерений, используемого в нормальных условиях, оговоренных в нормативно-технических документах (НТД). Известно, что наряду с чувствительностью к измеряемой величине средство измерений имеет некоторую чувствительность и к неизмеряемым, но влия­ ющим величинам, например к температуре, атмосферному дав­ лению, вибрации, ударам и т.д. Поэтому любое средство измере­ ний имеет основную погрешность, которая отражается в НТД.

При эксплуатации средств измерений и контроля в производ­ ственных условиях возникают значительные отклонения от нор­ мальных условий, вызывающие дополнительные погрешности. Эти погрешности нормируются соответствующими коэффициентами влияния изменения отдельных влияющих величин на изменение показаний в виде а; % /10°С; % /10% U„m и т.д.

Погреш ности средств измерений нормируют установлением предела допускаемой погрешности. Предел допускаемой погрешно­ сти средства измерений - наибольшая (без учета знака) погреш ­ ность средства измерений, при которой оно может быть признано и допущено к применению. Например, пределы допускаемой по­ грешности 100-мм концевой меры длины 1-го класса равны ± мкм, а для амперметра класса 1,0 равны ±1 % от верхнего предела измерений.

Кроме того, все перечисленные погреш ности измерения под­ разделяют по виду на систематические, случайные и грубые, ста­ тические и динамические составляющие погрешностей, абсолют­ ные и относительные (см. подразд. 1.4).

Погреш ности средств измерений могут выражаться:

в виде абсолютной погрешности Д:

для меры где Хном - номинальное значение; Ха - действительное значение измеряемой величины;

для прибора где Х п - показание прибора;

В виде относительной погрешности, %, в виде приведенной погрешности, %, где XN - нормирующее значение измеряемой ф изической вели­ чины.

В качестве нормирующего значения может быть принят предел измерения данным СИ. Например, для весов с пределом измере­ ния массы 10 кг Хц = 10 кг.

Если в качестве нормирующей величины принимается размах всей шкалы, то именно к значению этого размаха в единицах из­ меряемой физической величины и относят абсолютную погреш ­ ность.

Например, для амперметра с пределами от -100 мА до 100 мА X N - 200 мА.

Если в качестве нормирующей величины принимается длина шкалы прибора 1, то Х#= 1.

На каждое СИ погрешность приводится только в какой-то од­ ной форме.

Если погрешность СИ при неизменных внешних условиях по­ стоянна во всем диапазоне измерений, то Если она меняется в указанном диапазоне, то где а, Ь - положительные числа, не зависящие от Ха.

При Д = ±а погрешность называется аддитивной, а при Д = ±(а + + Ьх) - мультипликативной.

Для аддитивной погрешности где р - больший (по модулю) из пределов измерений.

Для мультипликативной погрешности где с, d - положительные числа, выбираемые из ряда; с = Ъ + d;

Приведенная погрешность где q - больший (по модулю) из пределов измерений.

Значения р, с, d, q выбираются из ряда чисел: 1 10”; 1,5 10”;

(1,6- 10"); 2- 10"; 2,5- 10”; 3- 10"; 4- 10"; 5- 10"; 6- 10", где п - по­ ложительное или отрицательное целое число, включая 0.

Для обобщенной характеристики точности средств измерений, определяемую пределами допускаемых погрешностей (основной и дополнительной), а также другими их свойствами, влияющими на погрешность измерений, вводится понятие «класс точности средств измерений». Единые правила установления пределов до­ пускаемых погрешностей показаний по классам точности средств измерений регламентирует ГОСТ 8.401 - 80 «Классы точности удоб­ ны для сравнительной оценки качества средств измерений, их выбора, международной торговли».

Несмотря на то, что класс точности характеризует совокупность метрологических свойств данного средства измерений, он не опре­ деляет однозначно точность измерений, так как последняя зависит также от метода измерений и условий их выполнения.

Классы точности определяются стандартами и техническими условиями, содержащими технические требования к средствам измерений. Для каждого класса точности средства измерений кон­ кретного типа устанавливаются конкретные требования к метро­ логическим характеристикам, в совокупности отражающие уро­ вень точности. Единые характеристики для средств измерений всех классов точности (например, входные и выходные сопротивле­ ния) нормируются независимо от классов точности. Средства из­ мерений нескольких физических величин или с несколькими д и­ апазонами измерений могут иметь два и более классов точности.

Например, электроизмерительному прибору, предназначенному для измерения электрического напряжения и сопротивления, могут быть присвоены два класса точности: один - как вольтметру, другой - как амперметру.

Оценить свое настоящее. В.Шекспир 4 ОГЛАВЛЕНИЕ 1. История развития..4 2. Методическая работа..21 3. Научная работа..23 4. Сотрудничество с предприятиями..27 5. Международная деятельность..28 6. Наши заведующие кафедрой..31 7. Преподаватели кафедры..40 8. Сотрудники кафедры.. 9. Спортивная жизнь кафедры.. 10. Наши выпускники.....»

«Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского Факультет Вычислительной математики и кибернетики Образовательный комплекс Введение в методы параллельного программирования Раздел 3. Оценка коммуникационной трудоемкости параллельных алгоритмов Гергель В.П., профессор, д.т.н. Кафедра математического обеспечения ЭВМ Содержание Общая характеристика механизмов передачи данных – Алгоритмы маршрутизации – Методы передачи данных Анализ трудоемкости основных операций передачи данных –...»

« Европе за всеобщее будущее Нидерланды/ Германия Сухие туалеты с механизмом отделения урины Принципы, эксплуатация и строительство Вода и санитария Июль 2007 © Опубликовано WECF Утрехт/ Мюнхен; февраль 2006 Русское издание; май 2007 Русское издание подготовлено к печати Редакторы и авторы Стефан Дегенер Институт управления сточными водами...»

«В.Б. Покровский ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН. ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. ЗУБЧАТЫЕ ЗАЦЕПЛЕНИЯ Конспект лекций Научный редактор проф., д-р техн. наук В.В. Каржавин Екатеринбург 2004 УДК 621.01 (075.8) ББК 34.41.я 73 П48 Рецензенты: кафедра “Подъемно-транспортное оборудование” Российского государственного профессионально-педагогического университета; доцент кафедры “Теоретическая механика” УГТУ-УПИ, канд. техн. наук Б.В.Трухин

«Социологические исследования, № 4, Апрель 2007, C. 75-85 ПОКОЛЕНИЯ В НАУКЕ: ВЗГЛЯД СОЦИОЛОГА философских наук, профессор, заведующий отделом методологии и социологии науки Центра исследований научно-технического потенциала и истории науки им. Г. М. Доброва Национальной Академии Наук Украины. Киев. Предмет изучения в данной статье - кадровая ситуация в научных организациях на постсоветском пространстве. Доминирование старшего...»

«ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ МАОУ СОШ №2 МЕДИАТЕКА Класс Фирма-изготовитель Название Краткое описание Кол-во (возрастная группа) ЕГЭ Планета Физика. Механика Презентации с готовыми чертежами к задачам 9-11 кл. 1 (подготовка к ГИА и ЕГЭ 9класс) Новый диск Русский язык Готовимся к ЕГЭ. Версия 2.0 10-11 кл. Сдаем ЕГЭ по русскому языку Варианты. Тренажеры. Нормативные документы. 10-11 кл. 1С Кирилл и Мефодий Виртуальная школа Кирилла Репетитор по географии Кирилла и Мефодия. 10-11...»

«МЕЖБЮДЖЕТНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ В ПРОЦЕССЕ 2012 / 9 P ROFES INS S TUDIJOS: t eo ri ja i r p r a kti ka ВЫРАВНИВАНИЯ СОЦИАЛЬНОЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЕГИОНОВ Ольга Строгнацкая Балтийская Международная Академия Латвия Аннотация В статье рассматриваются теоретические положения правового и финансового механизма горизонтального и вертикального межбюджетного выравнивания, производится анализ существующих в настоящее время межбюджетных инструментов выравнивания в Латвии, анализируются недостатки системы,...»

«Не взаимодействующие с внешней средой замкнутые системы перемещения в пространстве с автономным энергоснабжением и математический аппарат анализа многомерных взаимосвязанных замкнутых пространственных процессов Автор [email protected] Оглавление Термины и определения Отличия неизменяемых и изменяемых замкнутых систем Что следует из теорем Ирншоу и Кёнига Один из примеров практической реализации замкнутой системы перемещения в пространстве Энергетические свойства замкнутых систем перемещения в...»

«Ян Цзичжоу Большие достижения чжэнь-цзю (чжэнь цзю да чэн) Перевод с китайского Б.Б. Виногродского. М. Профит Стайл, 2003 г., 3000 экз. (в трех томах) ПРЕДИСЛОВИЕ ИЗДАТЕЛЬСТВА Автор этого трактата Ян Цзичжоу (второе имя Цзиши) был врачом чжень-цзю во время династии Мин (1368-1644). Эта книга написана им на основе семейной хроники Вэйшэн чжень-цзю сюаньцзи бияо (Тайная сущность и сокровенные механизмы чжень-цзю при защите здоровья), которую он расширил, отредактировав и добавив материалы по 12...»

«КАЛЕНДАРЬ ТЕКУЩИХ КОНКУРСОВ ДЛЯ НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ РАБОТНИКОВ (по состоянию на 7 мая 2014 года) НАЗВАНИЕ КОНКУРСА НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СРОКИ ПОДАЧИ ИНФОРМАЦИЯ И КОНТАКТЫ ЗАЯВОК Конкурсы федеральных органов власти* Открытый конкурс на получение В Конкурсе могут принимать участие государственные до 24 мая 2014 г. Форма Конкурсной лицензионного доступа к базам российские научные и научно-образовательные документации размещена данных международных индексов организации, являющиеся участниками...»

«РУКОВОДСТВО ПО СЕРИЯ ДОКЛАДОВ БЕЗОПАСНОСТИ IPIECA ЛИКВИДАТОРА ПРИ ТОМ 11 РАЗЛИВАХ НЕФТИ IPIECA Международная ассоциация представителей нефтяной промышленности по охране окружающей среды СЕРИЯ РУКОВОДСТВО ПО ДОКЛАДОВ БЕЗОПАСНОСТИ ЛИКВИДАТОРА IPIECA ПРИ РАЗЛИВАХ НЕФТИ ТОМ 11 IPIECA Международная ассоциация представителей нефтяной промышленности по охране окружающей среды (IPIECA) Великобритания, SE1 8NL, Лондон, Блэкфрайрс-Роуд, 209-215,...»

«Библиотека Альдебаран: http://lib.aldebaran.ru Лев Николаевич Скрягин Тайны Морских Катастроф OCR Schreibikus ([email protected]) http://lib.ru Тайны Морских Катастроф: Издательство Транспорт; М.; 1986 Аннотация Книга представляет собой сборник очерков о наиболее тяжелых катастрофах на море за последние два века. Написанная популярно, она подробно освещает такие темы, как борьба моряков против перегрузки судов, значение для безопасности плавания остойчивости судна, опасность столкновения...»

«Г.И. ГАЙСИНА СЕМЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЕТЕЙ-СИРОТ И ДЕТЕЙ, ОСТАВШИХСЯ БЕЗ ПОПЕЧЕНИЯ РОДИТЕЛЕЙ: РОССИЙСКИЙ И ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ 3 Г.И.Гайсина СЕМЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЕТЕЙ-СИРОТ И ДЕТЕЙ, ОСТАВШИХСЯ БЕЗ ПОПЕЧЕНИЯ РОДИТЕЛЕЙ: РОССИЙСКИЙ И ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ 2013 4 УДК 37.018.324 ББК 74.903 Издание подготовлено при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда в рамках научно - исследовательского проекта Семейное устройство детей-сирот: российский и зарубежный опыт (№ 13-46-93008). Гайсина Г.И....»

«2 1. Цели и задачи дисциплины Цель дисциплины – дать теоретические представления о влиянии производственной деятельности и отходов потребления на природные объекты, промышленные комплексы и на здоровье населения. Основа дисциплины – теоретические представления о распределении, превращении и миграции загрязняющих веществ в различных средах и природных объектов и об их влиянии на биологические объекты, природные, антропоэкосистемы и здоровье, а также о физико-химических процессах очистки выбросов...»

«46 Мир России. 2010. № 3 К вопросу о национальных особенностях модернизации российского общества В.А. ЯДОВ В выступлениях правительственных лиц, в научной литературе и СМИ последних лет постоянно говорится о том, что России надлежит интенсифицировать процессы модернизации и определить свой национальный путь в будущее. Я попытался очень сжато резюмировать, что мы можем извлечь из научного багажа социологии в качестве полезного в этом фокусе знания. Намерение слишком смелое, но вынужденное в силу...»

«НАЦИОНАЛЬНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ СТРОИТЕЛЕЙ Стандарт организации ОРГАНИзАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИзВОДСТВА Общие положения СТО НОСТРОЙ 2.33.14-2011 т нд рт екоммерческого п ртнерств морегулируем я орг низ ция оюз строителей мч тки 013 2.33.14 – 2013 ИзДАНИЕ ОфИЦИАЛЬНОЕ Москва 2011 НАЦИОНАЛЬНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ СТРОИТЕЛЕЙ Стандарт организации ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Общие положения СТО НОСТРОЙ 2.33.14- Издание официальное Общество с ограниченной ответственностью Центр научных исследований...»

« ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ (к СНИП 2.05.02-85) ОДОБРЕНО ГЛАВТРАНСПРОЕКТОМ МИНТРАНССТРОЯ СССР 21.05.86 № 30-04/15-14-178 МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1989 Рекомендовано к изданию секцией Ученого совета СОЮЗДОРНИИ Минтрансстроя СССР. Рассмотрены основные вопросы изысканий, проектирования и строительства...»

« ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОСКВА - 2007 УДК 550.3 ББК 26.21 Гуфельд И.Л., Сейсмический процесс. Физико-химические аспекты. Научное издание. Королёв, М.О.: ЦНИИМаш, 2007. 160 с. ISBN 978-5-85162-066-9 В книге обобщены данные мониторинга сейсмической опасности и рассмотрены причины неудач в прогнозе сильных коровых землетрясений. Показана...»

« АНАЛИЗА Москва Институт экономики 2012 Рубинштейн А.Я. Введение в новую методологию экономического анализа. – М.: Институт экономики РАН, 2012. – 58 с. ISBN 978 5 9940 0389-3 В настоящем докладе представлена попытка создания новой экономической методологии, предполагающей взаимодействие рыночной экономики с государственной активностью,...»