KEMENTERIAN PENDIDIKAN LEMBAGA NEGARA FEDERASI RUSIA

UNIVERSITAS TEKNIS NEGARA KUZBAS Departemen peralatan dan peralatan mesin

METROLOGI

METODE DAN INSTRUMEN UNTUK MENGUKUR KUANTITAS FISIK

Pedoman pekerjaan laboratorium pada kursus "Metrologi, standardisasi dan sertifikasi" untuk siswa spesialisasi 120200 "Mesin dan peralatan pemotong logam" spesialisasi 120219 "Manajemen mutu, sertifikasi, dan lisensi peralatan"

Disusun oleh N.G. Rozenko

Disetujui pada rapat departemen. Berita Acara No. 5 tanggal 30.10.02

Salinan elektronik disimpan di perpustakaan gedung utama KuzGTU

Kemerovo 2003

kuantitas, metode, teknik, serta alat ukur untuk penunjang metrologi produksi.

2. KETENTUAN TEORITIS Besaran fisis adalah salah satu sifat dari suatu benda fisis.

proyek, sistem fisik, fenomena atau proses. Secara kualitatif, properti ini adalah satu untuk banyak objek fisik, tetapi secara kuantitatif itu adalah individu untuk masing-masing objek. Kepastian kuantitatif suatu besaran fisis yang melekat pada suatu benda, sistem, fenomena, proses tertentu disebut besaran fisis. Nilai suatu besaran fisis dibentuk dengan menyatakan besaran fisis dalam bentuk sejumlah satuan tertentu yang diterima untuk itu.

Nilai suatu besaran fisis yang secara ideal mencirikan besaran fisis yang bersesuaian secara kualitatif dan kuantitatif disebut nilai sebenarnya dari besaran tersebut. Ia dapat dikorelasikan dengan konsep kebenaran mutlak dan hanya dapat diperoleh sebagai hasil dari proses pengukuran yang tiada henti dengan penyempurnaan metode dan alat ukur yang tiada henti.

Nilai sebenarnya dari besaran fisika adalah nilai besaran fisika yang diperoleh secara eksperimental dan sangat dekat dengan nilai sebenarnya sehingga dapat digunakan sebagai penggantinya dalam tugas pengukuran yang ditetapkan.

Himpunan besaran fisika, yang dibentuk sesuai dengan prinsip yang diterima, disebut sistem besaran fisika.

Dalam sistem besaran fisis, beberapa besaran dianggap independen, sementara yang lain didefinisikan sebagai fungsi besaran mandiri.

Besaran fisis yang termasuk dalam sistem besaran dan diterima secara bersyarat sebagai besaran yang tidak bergantung pada besaran lain dari sistem ini disebut besaran fisis utama.

Besaran fisis yang termasuk dalam sistem besaran dan didefinisikan melalui besaran pokok dari sistem ini disebut besaran fisis turunan.

Pengukuran besaran fisis adalah seperangkat operasi untuk penggunaan sarana teknis yang menyimpan satuan besaran fisis, memastikan bahwa rasio ditemukan secara eksplisit atau implisit.

bentuk eksplisit dari besaran yang diukur dengan satuannya dan memperoleh nilai besaran tersebut. Jika serangkaian pengukuran nilai apa pun dilakukan dengan alat ukur dengan akurasi yang sama di bawah kondisi yang sama dengan akurasi yang sama, maka pengukuran tersebut disebut presisi yang sama. Jika serangkaian pengukuran nilai apapun dilakukan dengan alat ukur yang berbeda dalam akurasi dan (atau) dalam kondisi yang berbeda, maka pengukuran tersebut disebut pengukuran yang tidak sama.

Jika pengukuran dilakukan sekali, maka disebut tunggal. Suatu pengukuran disebut kelipatan jika, pada saat mengukur suatu besaran fisis dengan ukuran yang sama, diperoleh hasil dari beberapa pengukuran yang berurutan, yaitu terdiri dari sejumlah pengukuran tunggal.

Pengukuran statis adalah pengukuran kuantitas fisik, yang diambil sesuai dengan tugas pengukuran tertentu sebagai tidak berubah selama waktu pengukuran.

Pengukuran dinamis adalah pengukuran besaran fisika yang berubah ukurannya.

Pengukuran yang didasarkan pada pengukuran langsung dari satu atau lebih besaran pokok dan (atau) penggunaan nilai konstanta fisik disebut pengukuran absolut. Misalnya, pengukuran gaya F = m g didasarkan pada penggunaan nilai massa utama - m

dan menggunakan konstanta fisis g pada titik pengukuran massa. Pengukuran relatif adalah ukuran perbandingan suatu besaran dengan

nilai nama yang sama, yang berperan sebagai satuan, atau ukuran perubahan nilai dalam kaitannya dengan nilai nama yang sama, diambil seperti aslinya.

Pengukuran di mana nilai awal besaran fisika diperoleh secara langsung disebut pengukuran langsung. Misalnya mengukur panjang suatu bagian dengan mikrometer, kuat arus dengan amperemeter, massa pada timbangan.

Jika nilai yang diinginkan dari suatu besaran fisis ditentukan berdasarkan pengukuran langsung dari besaran fisis lain yang secara fungsional terkait dengan besaran yang diinginkan, maka pengukuran tersebut disebut tidak langsung. Misalnya, massa jenis D benda silinder dapat ditentukan berdasarkan hasil pengukuran langsung massa m, tinggi h dan diameter silinder d, terkait dengan massa jenis dengan persamaan

	0,25π d 2 jam

Pengukuran simultan dari beberapa besaran dengan nama yang sama, di mana nilai besaran yang diinginkan ditentukan dengan memecahkan sistem persamaan yang diperoleh dengan mengukur besaran-besaran ini dalam kombinasi yang berbeda, disebut pengukuran kumulatif. Misalnya, nilai massa dari masing-masing bobot dari himpunan ditentukan oleh nilai massa yang diketahui dari salah satu bobot dan oleh hasil pengukuran (perbandingan) massa dari berbagai kombinasi bobot.

Jika dua atau lebih kuantitas dengan nama yang sama diukur secara bersamaan untuk menentukan hubungan di antara mereka, maka pengukuran tersebut disebut bersama.

Jenis pengukuran merupakan bagian dari daerah pengukuran yang mempunyai karakteristik tersendiri dan dibedakan oleh keseragaman nilai yang terukur. Misalnya, di bidang pengukuran listrik dan magnetik, jenis pengukuran berikut dapat dibedakan: pengukuran hambatan listrik, gaya gerak listrik, tegangan listrik, induksi magnetik, dll.

Subspesies pengukuran adalah bagian dari jenis pengukuran yang menyoroti fitur pengukuran besaran homogen (berdasarkan rentang, ukuran besaran, dll.). Misalnya, saat mengukur panjang, pengukuran panjang besar (dalam puluhan, ratusan, ribuan kilometer) atau pengukuran panjang ekstra kecil - ketebalan film.

Alat ukur adalah sarana teknis yang dirancang khusus untuk pengukuran. Alat ukur meliputi alat ukur dan kombinasinya (sistem ukur, instalasi ukur), kelengkapan pengukuran, instalasi ukur.

Alat ukur dipahami sebagai alat teknis yang dimaksudkan untuk pengukuran, memiliki karakteristik metrologi yang dinormalisasi, mereproduksi dan (atau) menyimpan satu unit kuantitas fisik, yang ukurannya dianggap tidak berubah dalam kesalahan yang ditetapkan untuk interval waktu yang diketahui.

Alat ukur yang berfungsi adalah alat ukur yang dimaksudkan untuk pengukuran yang tidak berkaitan dengan pemindahan satuan ukuran ke alat ukur lainnya.

Alat ukur utama adalah alat untuk mengukur besaran fisis yang nilainya harus diperoleh sesuai dengan tugas pengukurannya.

Alat ukur bantu adalah alat ukur besaran fisis yang pengaruhnya terhadap alat ukur utama atau objek pengukuran harus diperhitungkan untuk memperoleh hasil pengukuran dengan ketelitian yang dipersyaratkan. Misalnya, termometer untuk mengukur suhu gas ketika mengukur aliran volume gas itu.

Alat ukur disebut otomatis jika, tanpa partisipasi langsung seseorang, melakukan pengukuran dan semua operasi yang terkait dengan pemrosesan hasil pengukuran, pendaftarannya, transmisi data, atau pembuatan sinyal kontrol. Alat ukur otomatis yang dibangun ke dalam jalur produksi otomatis disebut mesin pengukur atau mesin kontrol. Berbagai mesin kontrol dan pengukur, yang dicirikan oleh sifat penanganan yang baik, kecepatan gerakan dan pengukuran yang tinggi, disebut robot pengukur.

Alat ukur disebut otomatis jika secara otomatis melakukan satu atau sebagian dari operasi pengukuran. Misalnya, barograf mengukur dan mencatat tekanan; meteran energi listrik mengukur dan mencatat data berdasarkan akrual.

Ukuran kuantitas fisik adalah alat ukur yang dirancang untuk mereproduksi dan (atau) menyimpan kuantitas fisik dari satu atau lebih parameter tertentu, yang nilainya dinyatakan dalam satuan yang ditetapkan dan diketahui dengan akurasi yang diperlukan.

Ada beberapa jenis tindakan berikut.

1. Ukuran yang tidak ambigu adalah ukuran yang mereproduksi kuantitas fisik dengan ukuran yang sama (misalnya, berat 1 kg).

2. Ukuran multi-nilai adalah ukuran yang mereproduksi kuantitas fisik dari ukuran yang berbeda (misalnya, ukuran panjang putus-putus).

3. Seperangkat ukuran adalah seperangkat ukuran yang berbeda dari kuantitas fisik yang sama, dimaksudkan untuk penggunaan praktis baik secara individu maupun dalam berbagai kombinasi (misalnya, satu set balok pengukur).

4. Kotak pengukur adalah seperangkat ukuran yang digabungkan secara struktural menjadi satu perangkat, yang memiliki perangkat untuk menghubungkannya dalam berbagai kombinasi (misalnya, kotak hambatan listrik).

Satuan ukur adalah alat ukur yang dirancang untuk memperoleh nilai pengukuran besaran fisika dalam rentang tertentu. Menurut metode menunjukkan nilai-nilai nilai yang diukur, alat ukur dibagi menjadi penunjukan dan pencatatan. Menurut tindakan, alat ukur dibagi menjadi mengintegrasikan dan menjumlahkan. Ada juga perangkat aksi langsung dan perangkat pembanding, perangkat analog dan digital, perangkat perekaman dan pencetakan sendiri.

Seperangkat alat ukur, alat ukur, transduser pengukur, dan perangkat lain yang digabungkan secara fungsional yang dirancang untuk mengukur satu atau lebih besaran fisis dan terletak di satu tempat disebut instalasi pengukur. Pengaturan pengukuran yang digunakan untuk verifikasi disebut pengaturan kalibrasi. Pengaturan pengukuran yang merupakan bagian dari standar disebut pengaturan referensi. Beberapa alat pengukur besar disebut mesin pengukur. Mesin pengukur dirancang untuk pengukuran kuantitas fisik yang tepat. Misalnya, mesin pengukur gaya, mesin untuk mengukur panjang besar dalam produksi industri, mesin pembagi, mesin pengukur koordinat.

Sistem pengukuran adalah seperangkat tindakan yang terintegrasi secara fungsional, instrumen pengukuran, transduser pengukur, komputer dan sarana teknologi lainnya yang ditempatkan pada titik yang berbeda dari objek yang dikendalikan untuk mengukur satu atau lebih besaran fisik yang melekat pada objek ini dan menghasilkan sinyal pengukuran untuk berbagai tujuan. . Tergantung pada tujuannya, sistem pengukuran dibagi menjadi informasi pengukuran, sistem kontrol pengukuran, dll. Sistem pengukuran yang dikonfigurasi ulang tergantung pada perubahan tugas pengukuran disebut sistem pengukuran fleksibel.

Sampel standar adalah sampel zat atau bahan dengan nilai satu atau lebih jumlah yang ditetapkan sebagai hasil sertifikasi metrologi, yang mencirikan sifat atau komposisi zat atau bahan ini. Sebuah perbedaan dibuat antara standar properti dan standar komposisi. Contoh standar properti adalah standar permitivitas relatif. Sampel standar dari sifat zat dan bahan untuk keperluan metrologi memainkan peran tindakan yang tidak ambigu. Mereka dapat digunakan sebagai standar kerja dengan ukuran

sesuai dengan skema verifikasi negara. Contoh standar komposisi adalah standar komposisi baja karbon.

Transduser pengukur adalah alat teknis dengan karakteristik metrologi ternormalisasi yang digunakan untuk mengubah besaran terukur menjadi besaran lain atau sinyal pengukur yang nyaman untuk pemrosesan, penyimpanan, transformasi lebih lanjut, indikasi atau transmisi. Transduser pengukur dapat menjadi bagian dari alat pengukur, pengaturan pengukuran, sistem pengukuran, dll., atau digunakan bersama dengan alat pengukur apa pun. Menurut sifat konversi, konverter analog, digital-ke-analog, analog-ke-digital dibedakan. Transduser primer dan menengah dibedakan berdasarkan tempat di sirkuit pengukuran. Konverter juga skala besar dan transmisi.

Contoh konverter.

1. Termokopel dalam termometer termoelektrik;

2. Konverter elektropneumatik.

Transduser pengukur utama adalah transduser pengukur, yang secara langsung dipengaruhi oleh kuantitas fisik yang diukur. Misalnya, termokopel dalam rangkaian termometer termoelektrik.

Sensor adalah transduser primer yang terpisah secara struktural dari mana sinyal pengukuran diterima.

Alat perbandingan adalah alat teknis atau lingkungan yang dibuat khusus yang memungkinkan untuk membandingkan ukuran besaran homogen atau pembacaan alat ukur satu sama lain.

Contoh alat perbandingan.

1. Timbangan tuas, di satu cangkir di mana bobot referensi dipasang, dan di sisi lain, yang dikalibrasi.

2. Cairan kalibrasi untuk membandingkan referensi dan hidrometer kerja.

3. Bidang suhu yang dibuat oleh termostat untuk membandingkan pembacaan termometer.

4. Tekanan media yang dibuat oleh kompresor dapat diukur dengan pengukur tekanan yang dikalibrasi dan referensi pada saat yang bersamaan; berdasarkan pembacaan instrumen referensi, instrumen yang diuji dikalibrasi.

Pembanding adalah alat perbandingan yang dirancang untuk membandingkan ukuran besaran homogen. Misalnya, timbangan tuas.

Alat ukur yang diakui layak dan disetujui untuk digunakan oleh badan yang berwenang disebut alat ukur yang disahkan.

Standar negara bagian negara menjadi seperti hasil dari persetujuan standar primer oleh badan nasional untuk standardisasi dan metrologi. Alat ukur kerja yang dimaksudkan untuk produksi serial disahkan dengan menyetujui jenis alat ukur.

Aksesori pengukuran adalah alat bantu yang berfungsi untuk menyediakan kondisi yang diperlukan untuk melakukan pengukuran dengan akurasi yang diperlukan. Contoh aksesori pengukuran adalah termostat, barometer, fondasi anti-getaran, perangkat pelindung elektromagnetik, tripod instrumen, dll.

Indikator adalah alat teknis atau zat yang dirancang untuk menetapkan keberadaan kuantitas fisik atau melebihi nilai ambang batasnya. Indikator kedekatan sinyal disebut indikator nol.

Contoh indikator.

1. Osiloskop berfungsi sebagai indikator ada tidaknya sinyal pengukuran.

2. Kertas lakmus atau zat lain dalam reaksi kimia.

3. Sinyal cahaya atau suara dari indikator radiasi pengion jika terjadi kelebihan tingkat radiasi dari nilai ambang batas.

Sifat kemetrologian alat ukur adalah sifat salah satu sifat alat ukur yang mempengaruhi hasil pengukuran dan kesalahannya. Untuk setiap jenis alat ukur, karakteristik metrologinya ditetapkan. Karakteristik metrologi yang ditetapkan dalam dokumen normatif dan teknis disebut karakteristik metrologi ternormalisasi, dan yang ditentukan secara eksperimental disebut karakteristik metrologi aktual.

Variasi pembacaan alat ukur adalah perbedaan pembacaan alat pada titik yang sama dalam rentang pengukuran dengan pendekatan halus ke titik ini dari sisi nilai yang lebih kecil dan lebih besar dari nilai yang diukur.

Rentang indikasi alat ukur adalah rentang nilai skala instrumen, dibatasi oleh nilai awal dan akhir skala.

Rentang pengukuran alat ukur adalah kisaran nilai kuantitas di mana batas kesalahan yang diizinkan dari alat ukur dinormalisasi.

Nilai besaran yang membatasi rentang pengukuran dari bawah dan atas (kiri dan kanan) masing-masing disebut batas pengukuran bawah dan batas pengukuran atas.

Nilai nominal takaran adalah nilai kuantitas yang ditetapkan untuk takaran atau kumpulan takaran selama pembuatan, misalnya berat dengan nilai nominal 1 kg.

Nilai sebenarnya dari suatu ukuran adalah nilai kuantitas yang ditetapkan untuk ukuran tersebut berdasarkan kalibrasi atau verifikasinya. Misalnya, komposisi standar negara unit massa termasuk berat platinum-iridium dengan nilai massa nominal 1 kg, sedangkan nilai massa sebenarnya adalah 1.000000087 kg, diperoleh sebagai hasil perbandingan internasional dengan internasional. standar kilogram yang disimpan di International Bureau of Weights and Measures (BIPM).

Sensitivitas suatu alat ukur adalah suatu sifat suatu alat ukur, ditentukan oleh perbandingan pengukuran sinyal keluaran alat ini terhadap perubahan nilai terukur yang menyebabkannya. Ada perbedaan antara sensitivitas absolut dan relatif. Sensitivitas mutlak ditentukan oleh rumus

di mana X adalah nilai terukur.

Ambang batas kepekaan adalah sifat suatu alat ukur yang berupa nilai terkecil dari suatu perubahan besaran fisis, mulai dari yang dapat diukur oleh alat tersebut.

Zero offset adalah pembacaan alat ukur bukan nol ketika sinyal input nol.

Penyimpangan pembacaan alat ukur adalah perubahan pembacaan alat ukur terhadap waktu, karena perubahan besaran yang mempengaruhi atau faktor lainnya.

Jenis alat ukur adalah seperangkat alat ukur untuk tujuan yang sama, berdasarkan prinsip yang sama

tindakan memiliki desain yang sama dan diproduksi sesuai dengan dokumentasi teknis yang sama. Alat ukur dari jenis yang sama mungkin memiliki modifikasi yang berbeda (misalnya, berbeda dalam rentang pengukuran).

Jenis alat ukur adalah seperangkat alat ukur yang dimaksudkan untuk mengukur besaran fisis tertentu. Misalnya, amperemeter dan voltmeter adalah jenis alat ukur, masing-masing, untuk kekuatan arus dan tegangan listrik. Jenis alat ukur dapat mencakup beberapa jenis.

Kemudahan layan metrologi dari alat ukur adalah kondisi dimana semua karakteristik metrologi yang dinormalisasi memenuhi persyaratan yang ditetapkan.

Keluaran sifat kemetrologian alat ukur di luar batas yang ditetapkan disebut kegagalan metrologi alat ukur.

Fenomena fisik atau efek yang mendasari pengukuran disebut prinsip pengukuran (misalnya, penggunaan gravitasi saat mengukur massa dengan menimbang).

Metode pengukuran adalah teknik atau seperangkat metode untuk membandingkan besaran fisis yang diukur dengan satuannya sesuai dengan prinsip pengukuran yang diterapkan. Metode pengukuran saling berhubungan dengan perangkat alat ukur.

Metode penilaian langsung adalah metode pengukuran yang nilai suatu besaran ditentukan langsung dari alat ukur penunjuknya.

Metode perbandingan dengan ukuran adalah metode pengukuran di mana kuantitas yang diukur dibandingkan dengan kuantitas yang dapat direproduksi oleh ukuran. Misalnya, pengukuran massa pada timbangan timbangan (pengukuran massa dengan nilai yang diketahui).

Metode pengukuran nol adalah metode perbandingan dengan ukuran di mana efek bersih dari besaran dan ukuran pada pembanding menjadi nol. Misalnya, pengukuran hambatan listrik oleh jembatan dengan keseimbangan penuh.

Metode pengukuran dengan substitusi adalah metode perbandingan dengan ukuran yang besarannya diganti dengan ukuran yang besarannya telah diketahui nilainya. Misalnya, menimbang dengan penempatan massa dan bobot yang diukur secara bergantian pada panci skala yang sama.

Metode pengukuran dengan penambahan adalah metode perbandingan dengan ukuran, di mana nilai besaran yang diukur ditambah dengan ukuran yang sama.

Undang-undang Federal "Tentang Memastikan Keseragaman Pengukuran" tertanggal 27 April 1993 mengatur hubungan yang terkait dengan memastikan keseragaman pengukuran di Federasi Rusia sesuai dengan Konstitusi Federasi Rusia.

Pasal-pasal utama UU tersebut menetapkan:

• konsep dasar yang digunakan dalam Undang-undang;
• struktur organisasi kepengurusan negara dengan menjamin keseragaman pengukuran;
• dokumen peraturan untuk memastikan keseragaman pengukuran;
• satuan besaran dan menyatakan standar satuan besaran;
• alat dan cara pengukuran.

Undang-undang mendefinisikan Layanan Metrologi Negara dan layanan lainnya untuk memastikan keseragaman pengukuran, layanan metrologi dari badan pengatur negara dan badan hukum, serta jenis dan area distribusi kontrol dan pengawasan metrologi negara.

Pasal-pasal Undang-undang yang terpisah memuat ketentuan tentang kalibrasi dan sertifikasi alat ukur serta menetapkan jenis-jenis tanggung jawab atas pelanggaran Undang-undang tersebut.

Pembentukan hubungan pasar telah meninggalkan jejaknya pada pasal Undang-undang, yang mendefinisikan dasar untuk kegiatan layanan metrologi pemerintah negara bagian dan badan hukum. Masalah yang terkait dengan aktivitas subdivisi struktural layanan metrologi di perusahaan dirangsang oleh metode ekonomi murni.

Di daerah-daerah yang tidak dikendalikan oleh badan-badan negara, a Sistem kalibrasi Rusia, juga bertujuan untuk memastikan keseragaman pengukuran. Gosstandart Federasi Rusia telah menunjuk Departemen Kebijakan Teknis di Bidang Metrologi sebagai badan pusat sistem kalibrasi Rusia.

Pengaturan perijinan kegiatan kemetrologian ditujukan untuk melindungi hak-hak konsumen dan meliputi daerah-daerah yang berada dalam penguasaan dan pengawasan kemetrologian negara. Hak untuk mengeluarkan lisensi diberikan secara eksklusif kepada badan-badan Layanan Metrologi Negara.

Hukum menciptakan kondisi untuk interaksi dengan sistem pengukuran internasional dan nasional negara asing. Hal ini terutama diperlukan untuk saling pengakuan hasil pengujian, kalibrasi dan sertifikasi, serta untuk penggunaan pengalaman dunia dan tren dalam metrologi modern.

Masalah teori dan praktik untuk memastikan keseragaman pengukuran ditangani metrologi. Metrologi adalah ilmu tentang pengukuran, metode dan sarana untuk memastikan kesatuan dan cara-cara untuk mencapai akurasi yang diperlukan.

Metrologi sangat penting untuk kemajuan ilmu pengetahuan alam dan teknik, karena peningkatan akurasi pengukuran adalah salah satu cara untuk meningkatkan cara memahami alam oleh manusia, penemuan dan aplikasi praktis dari pengetahuan yang akurat.

Untuk menjamin kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, metrologi harus menjadi yang terdepan dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi lainnya, karena untuk masing-masing bidang tersebut, pengukuran yang akurat merupakan salah satu cara utama untuk meningkatkannya.

Tugas utama metrologi adalah:

• penetapan satuan besaran fisika, standar negara dan alat ukur teladan;
• pengembangan teori, metode dan alat pengukuran dan pengendalian; memastikan kesatuan pengukuran;
• pengembangan metode untuk menilai kesalahan, keadaan instrumen pengukuran dan kontrol;
• pengembangan metode untuk mentransfer ukuran satuan dari standar atau alat ukur teladan ke alat ukur kerja.

dengan pengukuran adalah seperangkat operasi untuk penggunaan sarana teknis yang menyimpan satuan besaran fisik, memberikan rasio besaran terukur dengan satuannya (perbandingan) dan memperoleh nilai besaran ini. Pengukuran harus dilakukan dalam satuan yang diterima secara umum.

Dukungan metrologi(MO) - pembentukan dan penerapan dasar ilmiah dan organisasi, sarana teknis, aturan dan norma yang diperlukan untuk mencapai kesatuan dan akurasi pengukuran yang diperlukan.

Daftar tugas utama dukungan metrologi dalam teknologi meliputi:

• penentuan cara untuk penggunaan yang paling efektif dari pencapaian ilmiah dan teknis di bidang metrologi;
• standardisasi aturan dasar, regulasi, persyaratan, dan norma pendukung kemetrologian;
• harmonisasi instrumen dan metode pengukuran, melakukan pengukuran bersama menggunakan peralatan dalam dan luar negeri (interkalibrasi);
• penentuan nomenklatur rasional parameter terukur, penetapan standar optimal untuk akurasi pengukuran, prosedur pemilihan dan penetapan alat ukur;
• organisasi dan pelaksanaan pemeriksaan metrologi pada tahap pengembangan, produksi dan pengujian produk;
• pengembangan dan penerapan metode, teknik, dan instrumen pengukuran tingkat lanjut;
• otomatisasi pengumpulan, penyimpanan, dan pemrosesan informasi pengukuran;
• penerapan kontrol departemen atas negara dan penggunaan alat ukur teladan, kerja dan non-standar di perusahaan industri;
• melakukan verifikasi wajib negara bagian atau departemen alat ukur, perbaikannya;
• memastikan kesiapan konstan untuk pengukuran;
• pengembangan layanan metrologi industri, dll.

Kuantitas fisik - salah satu sifat objek fisik (sistem fisik, fenomena atau proses), yang secara kualitatif umum untuk banyak objek fisik, tetapi secara kuantitatif individual untuk masing-masing objek.

Satuan pengukuran harus ditetapkan untuk masing-masing besaran fisis, sedangkan harus diperhitungkan bahwa banyak besaran fisis saling berhubungan oleh ketergantungan tertentu. Oleh karena itu, hanya sebagian besaran fisis dan satuannya yang dapat ditentukan secara bebas dari yang lain. Besaran yang demikian disebut dasar. Turunan besaran fisis - besaran fisis yang termasuk dalam sistem besaran fisis dan ditentukan melalui besaran fisis utama dari sistem ini.

Himpunan besaran fisika yang dibentuk sesuai dengan prinsip yang berlaku, ketika beberapa besaran dianggap bebas, dan yang lain didefinisikan sebagai fungsi besaran bebas, disebut sistem satuan besaran fisika. Satuan besaran fisika dasar adalah unit dasar sistem. Sistem satuan internasional (sistem SI; SI - dari bahasa Prancis. Sistem Internasional - Sistem Satuan Internasional) diadopsi oleh Konferensi Umum XI tentang Berat dan Ukuran pada tahun 1960.

Sistem SI didasarkan pada tujuh unit fisik dasar dan dua tambahan. Satuan dasar: meter, kilogram, sekon, ampere, kelvin, mol dan candela (Tabel 1.1).

Meteran - panjang lintasan yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam selang waktu 1/299.792.458 detik.

Kilogram - satuan massa yang didefinisikan sebagai massa prototipe internasional kilogram, yang merupakan silinder yang terbuat dari paduan platinum dan iridium.

Kedua sama dengan 9 192 631 770 periode radiasi yang sesuai dengan transisi energi antara dua tingkat struktur hiperhalus dari keadaan dasar atom cesium-133.

Amp- gaya arus yang tidak berubah, yang melewati dua konduktor bujursangkar paralel dengan panjang tak terbatas dan luas penampang lingkaran yang dapat diabaikan, terletak pada jarak 1 m dari satu sama lain dalam ruang hampa, akan menyebabkan gaya interaksi sebesar 2 10 " 7 N (newton) pada setiap bagian penghantar yang panjangnya 1 m.

Tabel 1.1. Satuan SI internasional

Nilai
Nama	Dimensi	Nama	Penamaan
			internasional
Unit dasar
		kilogram
Kekuatan arus listrik
Suhu
Kuantitas zat
Kekuatan cahaya
Unit tambahan
sudut datar
Sudut padat		steradian

Kelvin - satuan suhu termodinamika yang sama dengan 1/273,16 suhu termodinamika titik tripel air, yaitu suhu di mana tiga fase air - uap, cair dan padat - berada dalam kesetimbangan dinamis.

ngengat - jumlah zat yang mengandung elemen struktural sebanyak yang terkandung dalam sampel karbon-12 dengan berat 0,012 kg.

candela - intensitas cahaya dalam arah tertentu dari sumber yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540 10 12 Hz, yang kekuatan radiasi energinya dalam arah ini adalah "/ 683 W / sr (sr - steradian).

Satuan tambahan dari sistem SI dimaksudkan dan digunakan untuk membentuk satuan kecepatan sudut, percepatan sudut. Kuantitas fisik tambahan dari sistem SI termasuk sudut datar dan sudut padat.

Radian (rad) - sudut antara dua jari-jari lingkaran yang panjang busurnya sama dengan jari-jari tersebut. Dalam kasus praktis, unit pengukuran nilai sudut berikut sering digunakan:

derajat - 1 ° \u003d 2l / 360 rad \u003d 0,017453 rad;

menit - 1" \u003d 1 ° / 60 \u003d 2.9088 10 4 rad;

detik - 1" \u003d G / 60 \u003d 1 ° / 3600 \u003d 4.8481 10 "6 rad;

radian - 1 rad = 57°17"45" = 57.2961° = (3.4378 10 3)" = (2.0627 10 5)".

Steradian (Rabu) - sudut padat dengan titik sudut di tengah bola yang memotong pada permukaannya luas yang sama dengan luas bujur sangkar dengan sisi yang sama dengan jari-jari bola.

Satuan turunan dari sistem SI dibentuk dari satuan dasar dan satuan tambahan. Satuan turunan adalah koheren dan inkoheren. koheren disebut satuan turunan besaran yang dikaitkan dengan satuan lain dari sistem dengan persamaan di mana faktor numeriknya adalah satuan (misalnya, kecepatan dan gerak lurus beraturan berhubungan dengan panjang lintasan / dan waktu t perbandingan dan =//G). Satuan turunan lainnya - kacau. Di meja. 1.2 menunjukkan unit turunan utama.

Dimensi suatu besaran fisis adalah salah satu karakteristik terpentingnya, yang dapat didefinisikan sebagai ekspresi literal yang mencerminkan hubungan suatu besaran tertentu dengan besaran yang diambil sebagai besaran utama dalam sistem besaran yang ditinjau. Di meja. 1.2, dimensi berikut diterima untuk besaran: untuk panjang - b, massa - M, waktu - T, arus listrik - I. Dimensi ditulis dengan huruf kapital dan dicetak dengan huruf biasa.

Di antara unit non-sistemik yang telah tersebar luas, kami mencatat kilowatt-jam, ampere-jam, derajat Celcius, dll.

Singkatan untuk satuan, baik internasional maupun Rusia, dinamai menurut nama ilmuwan hebat, ditulis dengan huruf kapital; misalnya ampere - A; om - om; volt - V; farad - F. Sebagai perbandingan: meter - m, sekon - s, kilogram - kg.

Penggunaan unit bilangan bulat tidak selalu nyaman, karena sebagai hasil pengukuran, nilainya terlalu besar atau kecil. Oleh karena itu, dalam sistem SI, kelipatan desimal dan subkelipatan ditetapkan, yang dibentuk menggunakan pengganda. Awalan sesuai dengan faktor desimal

Tabel 1.2. Satuan turunan SI

Nilai
Nama	Dimensi	Nama	Penamaan
			internasional
Energi, usaha, jumlah panas
Kekuatan, berat
Daya, aliran energi
Besarnya listrik
Tegangan listrik, gaya gerak listrik (EMF), potensial
kapasitansi listrik	b- 2 M > T 4 1 2
hambatan listrik	b 2 MT- 3 1-2
konduktivitas listrik	b- 2 m-1T 3 1 2
Induksi magnetik
Fluks induksi magnet	C 2 MT- 2 1-1
Induktansi, induktansi timbal balik	b 2 MT- 2 1-2

(Tabel 1.3), yang ditulis bersama nama satuan utama atau turunannya, misalnya: kilometer (km), milivolt (mV), megahertz (MHz), nanodetik (ns).

Jika unit fisik adalah bilangan bulat yang beberapa kali lebih besar dari unit sistem, itu disebut beberapa unit misalnya kilohertz (10 3 Hz). unit submultiple kuantitas fisik - unit yang merupakan bilangan bulat beberapa kali lebih kecil dari sistem satu, misalnya, microhenry (KG 6 Gn).

Ukuran besaran fisis atau hanya ukuran disebut alat ukur yang dirancang untuk mereproduksi dan (atau) menyimpan kuantitas fisik dari satu atau lebih ukuran tertentu, yang nilainya dinyatakan dalam

Tabel 1.3. Pengganda dan awalan untuk pembentukan kelipatan desimal dan subkelipatan satuan SI

Faktor	Awalan	Penunjukan awalan
		internasional

satuan dan diketahui dengan ketelitian yang diperlukan. Ada beberapa jenis tindakan berikut:

• ukuran yang jelas - ukuran yang mereproduksi kuantitas fisik dengan ukuran yang sama (misalnya, berat 1 kg);
• ukuran multinilai - ukuran yang mereproduksi kuantitas fisik dengan ukuran berbeda (misalnya, ukuran panjang putus-putus);
• serangkaian tindakan - seperangkat ukuran dengan ukuran fisik yang sama, tetapi dengan ukuran yang berbeda, dimaksudkan untuk penggunaan praktis, baik secara individu maupun dalam berbagai kombinasi (misalnya, satu set balok pengukur);
• mengukur toko - seperangkat tindakan yang digabungkan secara struktural menjadi satu perangkat, di mana ada perangkat untuk menghubungkannya dalam berbagai kombinasi (misalnya, penyimpanan hambatan listrik).

Alat ukur listrik disebut alat ukur listrik yang dirancang untuk menghasilkan informasi tentang nilai besaran yang diukur, dalam bentuk yang dapat diakses oleh persepsi langsung oleh pengamat, misalnya, ammeter, voltmeter, wattmeter, phase meter.

mengukur transduser disebut alat ukur listrik yang dirancang untuk menghasilkan informasi pengukuran dalam bentuk yang nyaman untuk transmisi, transformasi lebih lanjut, pemrosesan atau penyimpanan, tetapi tidak dapat diterima oleh persepsi langsung oleh pengamat. Transduser pengukur dapat dibagi menjadi dua jenis:

• pengubah elektrik ke elektrik, seperti shunt, pembagi atau penguat tegangan, trafo;
• pengubah besaran nonlistrik menjadi besaran listrik, misalnya termometer termoelektrik, termistor, pengukur regangan, transduser induktif dan kapasitif.

Instalasi pengukuran listrik terdiri dari sejumlah alat ukur (ukur, alat ukur, transduser ukur) dan alat bantu yang terletak pada satu tempat. Dengan bantuan instalasi semacam itu, dalam beberapa kasus dimungkinkan untuk membuat pengukuran yang lebih kompleks dan lebih akurat daripada dengan bantuan alat ukur individu. Instalasi pengukuran listrik banyak digunakan, misalnya untuk verifikasi dan kalibrasi alat ukur listrik dan pengujian berbagai bahan yang digunakan dalam struktur listrik.

Mengukur sistem informasi adalah seperangkat alat ukur dan perangkat tambahan yang saling berhubungan melalui saluran komunikasi. Mereka dirancang untuk secara otomatis menerima, mengirimkan, dan memproses informasi pengukuran dari banyak sumber.

Tergantung pada metode untuk mendapatkan hasil, pengukuran dibagi menjadi langsung dan tidak langsung.

Langsung disebut pengukuran, yang hasilnya diperoleh langsung dari data eksperimen. Contoh pengukuran langsung: pengukuran arus dengan amperemeter, panjang bagian dengan mikrometer, massa pada neraca.

tidak langsung disebut pengukuran di mana nilai yang dicari tidak diukur secara langsung, dan nilainya ditemukan berdasarkan hasil pengukuran langsung besaran fisis lain yang secara fungsional terkait dengan nilai yang dicari. Misalnya, kekuatan R di sirkuit DC dihitung dengan rumus R \u003d W, tegangan dan dalam hal ini, ukur dengan voltmeter, dan arus / - dengan ammeter.

Tergantung pada totalitas teknik pengukuran, semua metode dibagi menjadi metode evaluasi langsung dan metode perbandingan.

Di bawah metode evaluasi langsung memahami metode di mana nilai yang diukur ditentukan secara langsung oleh perangkat pembacaan dari perangkat pengukur yang bekerja langsung, yaitu, perangkat yang mengubah sinyal pengukuran dalam satu arah (tanpa menggunakan umpan balik), misalnya, mengukur arus dengan ammeter. Metode estimasi langsung sederhana, tetapi memiliki akurasi yang relatif rendah.

metode perbandingan disebut metode dimana nilai yang diukur dibandingkan dengan nilai yang direproduksi oleh ukuran. Ciri khas dari metode perbandingan adalah partisipasi langsung dari ukuran dalam proses pengukuran, misalnya, mengukur resistansi dengan membandingkannya dengan ukuran resistansi - kumparan resistansi teladan, mengukur massa pada skala keseimbangan dengan bobot. Metode komparatif memberikan akurasi pengukuran yang lebih besar daripada metode penilaian langsung, tetapi ini dicapai dengan mengorbankan proses pengukuran yang rumit.

Dengan penunjukan, SI dibagi menjadi beberapa kelompok berikut:

• Pengukuran;
• mengukur transduser;
• alat pengukur;
• instalasi pengukuran;
• sistem pengukuran.

ukuran disebut SI, dirancang untuk mereproduksi dan (atau) menyimpan kuantitas fisik dari satu atau lebih ukuran tertentu, yang nilainya dinyatakan dalam satuan yang ditetapkan dan diketahui dengan akurasi yang diperlukan.

Langkah-langkahnya adalah:

jelas- mereproduksi kuantitas fisik dengan ukuran yang sama (berat).

berarti banyak- mereproduksi sejumlah nama yang sama dengan ukuran berbeda (penggaris pengukur).

Mengukur set- satu set ukuran yang digunakan tidak hanya secara individual, tetapi juga dalam berbagai kombinasi untuk mereproduksi sejumlah jumlah yang sama dari berbagai ukuran (satu set bobot, satu set ukuran akhir).

Mengukur Toko- seperangkat tindakan yang digabungkan menjadi satu keseluruhan yang konstruktif, dengan sakelar khusus yang terkait dengan perangkat pembacaan.

Ukuran garis- ini adalah ukuran, yang ukurannya ditentukan oleh jarak antara sumbu dua langkah pengukur.

Langkah-langkah pengukur- ini adalah ukuran, yang ukurannya ditentukan oleh jarak antara dua permukaan datar yang saling sejajar dari paralelepiped logam.

Sampel Standar mewakili ukuran untuk mereproduksi unit nilai yang mencirikan sifat atau komposisi zat dan bahan (misalnya, kekerasan, sampel kekasaran, sampel baja dengan kandungan elemen kimia yang disertifikasi).

Zat Model- ini adalah tindakan yang merupakan zat dengan sifat yang diketahui yang dapat direproduksi di bawah kondisi persiapan yang ditentukan dalam spesifikasi yang disetujui (air "murni", gas "murni", logam "murni").

Mengukur transduser- ini adalah MI, yang berfungsi untuk menghasilkan informasi pengukuran dalam bentuk yang nyaman untuk transmisi jarak jauh, penyimpanan, pemrosesan, tetapi tidak dapat diterima oleh persepsi langsung oleh pengamat.

Transduser pengukur diklasifikasikan menurut sejumlah kriteria.

Berdasarkan lokasi di sirkuit pengukuran, transduser dibagi menjadi primer dan menengah. Jika nilai masukan transduser adalah besaran fisis terukur, maka transduser pengukur disebut primer. Transduser primer yang terisolasi secara struktural, dari mana sinyal pengukuran diterima, disebut sensor. Sensor dapat ditempatkan pada jarak yang cukup jauh dari alat ukur yang menerima sinyalnya. Konverter perantara terletak di sirkuit pengukuran setelah yang utama.

Menurut jenis nilai input dan output, transduser pengukur dibagi menjadi:

• analog, mengubah satu nilai analog ke nilai analog lainnya;
• ke analog-ke-digital (ADC) yang dirancang untuk mengubah sinyal pengukuran analog menjadi kode digital;
• digital-to-analog (DAC), dirancang untuk mengubah kode digital menjadi nilai analog.

Transduser pengukur disebut transduser pemancar jika dimaksudkan untuk transmisi jarak jauh dari sinyal informasi pengukuran. Contohnya adalah pemancar induktif atau pneumatik. Transduser pengukur yang dirancang untuk mengubah nilai dengan jumlah waktu tertentu disebut skala satu (misalnya, transformator arus pengukur, pembagi tegangan, penguat pengukur).

Alat pengukur- ini adalah alat ukur yang dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dalam bentuk yang dapat diakses oleh persepsi pengamat.

Alat ukur merupakan kelompok terbesar dari SI dan diklasifikasikan menurut berbagai kriteria. Yang paling umum adalah klasifikasi menurut jenis diagram blok dan metode penerbitan informasi pengukuran.

Menurut jenis diagram blok, perangkat dibagi menjadi perangkat aksi langsung dan perangkat pembanding.

Dalam perangkat aksi langsung, satu atau lebih konversi sinyal informasi pengukuran disediakan X ke nilai keluaran kamu dalam satu arah dari input ke output, yaitu tanpa umpan balik. Contoh perangkat aksi langsung adalah manometer, termometer air raksa, amperemeter, dll.

Alat pembanding adalah alat ukur yang dirancang untuk perbandingan langsung dari nilai yang diukur X dengan nilai x0, dan selisih nilai DX = X - X 0 digunakan untuk mendapatkan hasil pengukuran. Contoh perangkat pembanding adalah timbangan berlengan sama, potensiometer pengukur listrik (kompensator), pembanding untuk pengukuran linier, dll. Dalam perangkat pembanding, pengukuran hadir dalam proses setiap pengukuran.

Menurut metode mengeluarkan informasi pengukuran, alat ukur dibagi menjadi penunjukan dan pencatatan.

Instrumen penunjuk memungkinkan pembacaan bacaan; mendaftar - menghitung, serta pendaftaran nilai yang diukur baik sebagai fungsi waktu atau sebagai fungsi besaran lain.

Instrumen penunjuk meliputi instrumen analog dan digital.

Perangkat pembacaan perangkat analog terdiri dari skala dan penunjuk panah, pembacaan perangkat ini merupakan fungsi kontinu dari nilai yang diukur.

Skala alat ukur- bagian dari perangkat penunjuk SI, yang merupakan rangkaian tanda berurutan beserta penomoran yang terkait dengannya. Tanda skala adalah tanda pada skala SI (tanda hubung, gigi, titik, dll.) yang sesuai dengan beberapa nilai besaran fisis. Untuk timbangan digital, angka itu sendiri setara dengan tanda timbangan.

Nilai pembagian skala adalah selisih antara nilai besaran yang sesuai dengan dua tanda yang berdekatan pada skala SI. Tanda diterapkan pada skala saat mengkalibrasi perangkat, mis. ketika sinyal diterapkan pada inputnya dari output dari ukuran multi-nilai yang patut dicontoh. Beberapa tanda skala dibubuhi dengan nilai numerik dari kuantitas yang diberikan dari keluaran pengukur. Tanda ini menjadi numerik.

Skala SI memiliki nilai awal dan nilai akhir. Mereka sesuai dengan nilai terkecil dan terbesar dari kuantitas yang diukur, yang dapat dibaca pada skala SI. Saat mengukur, indikasi dibaca dari perangkat penunjuk. Setiap SI ditandai dengan berbagai indikasi dan berbagai pengukuran. Kisaran indikasi adalah rentang nilai skala SI, dibatasi oleh pembagian awal dan akhir . Rentang pengukuran kisaran nilai kuantitas fisik (PV) disebut, di mana batas kesalahan yang diizinkan dari SI dinormalisasi. Nilai besaran yang membatasi rentang dari bawah dan atas (kiri dan kanan) masing-masing disebut batas bawah dan batas atas pengukuran. Rentang pengukuran selalu kurang dari atau sama dengan rentang pembacaan.

Pengaturan pengukuran- ini adalah seperangkat alat ukur yang terintegrasi secara fungsional (pengukuran, transduser pengukur, alat ukur) yang dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dan ditempatkan secara kompak.

Instalasi pengukur digunakan di laboratorium untuk penelitian ilmiah, untuk kontrol kualitas bahan.

Pengaturan pengukuran- satu set transduser pengukur, instrumen pengukur, dan perangkat tambahan yang saling berhubungan melalui saluran komunikasi, yang dirancang untuk menghasilkan informasi yang nyaman untuk pemrosesan, transmisi, dan penggunaan otomatis dalam sistem kontrol.

Semua SI menurut fungsi metrologi yang dilakukan dibagi menjadi standar, standar kerja dan SI kerja.

Satuan standar besaran fisis- ini adalah SI (atau satu set SI) yang memastikan reproduksi dan penyimpanan unit untuk mentransfer ukurannya ke instrumen pengukuran tingkat rendah sesuai dengan skema verifikasi, yang disetujui secara resmi dengan cara yang ditentukan. Standar kerja adalah SI yang berfungsi untuk memverifikasi atau mengkalibrasi alat ukur lain terhadapnya dan disetujui sebagai standar kerja.

Verifikasi- ini adalah penentuan oleh badan metrologi tentang kesalahan alat ukur dan penetapan kelayakannya untuk digunakan.

Alat ukur yang berfungsi adalah SI yang digunakan dalam pengukuran teknis.

Skema verifikasi- ini adalah dokumen yang disetujui yang menetapkan cara, metode, dan akurasi untuk mentransfer ukuran unit dari standar ke SI yang berfungsi. Bagian utama dari skema verifikasi adalah rantai metrologi untuk mentransfer ukuran unit dari standar primer dengan alat ukur yang berfungsi.

Metode pengukuran.

Metode pengukuran (MI)- cara memperoleh hasil pengukuran dengan menggunakan prinsip dan alat ukur.

MI dibagi menjadi:

· Metode evaluasi langsung - nilai besaran terukur diambil langsung dari alat baca alat ukur kerja langsung.

Keuntungannya adalah kecepatan pengukuran, yang membuatnya sangat diperlukan untuk penggunaan praktis. Kerugiannya adalah akurasi yang terbatas.

· Mengukur metode perbandingan – nilai yang diukur dibandingkan dengan nilai yang dihasilkan oleh ukuran tersebut. Contoh: mengukur panjang dengan penggaris.

Keuntungannya adalah akurasi pengukuran yang lebih besar dibandingkan dengan metode evaluasi langsung. Kerugiannya adalah banyak waktu yang dihabiskan untuk pemilihan tindakan.

· metode oposisi - nilai yang diukur dan nilai yang direproduksi oleh tindakan tindakan secara bersamaan pada perangkat perbandingan, dengan bantuan yang rasio antara jumlah ini ditetapkan.

Misalnya, penimbangan pada timbangan berlengan sama, di mana massa diukur, didefinisikan sebagai jumlah massa bobot yang menyeimbangkannya, dan pembacaan pada skala timbangan.

Keuntungannya adalah pengurangan dampak pada hasil pengukuran faktor-faktor yang mempengaruhi distorsi sinyal informasi pengukuran. Kerugiannya adalah peningkatan waktu penimbangan.

· Diferensial (perbedaan) metode - dicirikan oleh perbedaan antara nilai yang terukur dan yang diketahui (ukuran yang dapat direproduksi). Misalnya, pengukuran dengan perbandingan dengan standar kerja pada kompator, dilakukan saat memeriksa ukuran panjang.

Keuntungannya adalah hasil diperoleh dengan akurasi tinggi, bahkan dengan cara yang relatif kasar untuk mengukur perbedaan.

· Metode nol - metode perbandingan dengan ukuran di mana efek yang dihasilkan dari paparan komparator dibawa ke nol.

· Metode Pertandingan - metode perbandingan dengan ukuran, di mana perbedaan antara nilai ukuran kuantitas yang diperlukan dan yang dapat direproduksi diukur menggunakan kebetulan tanda skala atau sinyal periodik.

Keuntungan - metode ini memungkinkan Anda untuk secara signifikan meningkatkan akurasi perbandingan dengan ukuran. Kerugiannya adalah biaya perolehan media yang lebih kompleks, kebutuhan operator untuk memiliki keterampilan profesional.

· metode substitusi - didasarkan pada perbandingan dengan ukuran, di mana nilai yang diukur diganti dengan nilai yang diketahui, ukuran yang dapat direproduksi, dengan menjaga semua kondisi tidak berubah. Misalnya, menimbang dengan penempatan massa dan bobot yang diukur secara bergantian pada panci skala yang sama.

Keuntungan - kesalahan pengukuran kecil, karena ditentukan terutama oleh kesalahan pengukuran dan zona mati perangkat (indikator nol). Kerugiannya adalah kebutuhan untuk menerapkan tindakan multi-nilai.

· Metode pengukuran tidak langsung - pengukuran kuantitas fisik satu item, terkait dengan kuantitas lain yang diinginkan, ketergantungan fungsional tertentu, dengan perhitungan selanjutnya dengan memecahkan kontrol. Metode tidak langsung banyak digunakan dalam metode pengujian kimia.

Keuntungan - kemampuan untuk mengukur jumlah yang tidak ada metode penilaian langsung atau tidak memberikan hasil yang dapat diandalkan atau terkait dengan biaya yang signifikan. Kekurangan - peningkatan waktu dan biaya untuk pengukuran.

Pengukuran besaran fisika- satu set operasi untuk penggunaan sarana teknis yang menyimpan unit kuantitas fisik, memberikan rasio (dalam bentuk eksplisit atau implisit) dari kuantitas yang diukur dengan unitnya dan memperoleh nilai kuantitas ini.

Dalam kasus paling sederhana, dengan menerapkan penggaris dengan pembagian ke bagian mana pun, pada kenyataannya, ukurannya dibandingkan dengan unit yang disimpan oleh penggaris, dan, setelah menghitung, nilai nilainya (panjang, tinggi, ketebalan, dan parameter lain dari bagian) diperoleh. Dengan bantuan alat pengukur, ukuran nilai yang diubah menjadi gerakan penunjuk dibandingkan dengan satuan yang disimpan oleh skala alat ini, dan pembacaan dilakukan.

Definisi konsep "pengukuran" memenuhi persamaan umum pengukuran, yang penting dalam menyusun sistem konsep dalam metrologi. Ini memperhitungkan sisi teknis (seperangkat operasi), mengungkapkan esensi metrologi pengukuran (perbandingan dengan unit) dan menunjukkan aspek epistemologis (memperoleh nilai suatu besaran).

Jenis pengukuran

Area pengukuran- seperangkat pengukuran kuantitas fisik yang menjadi karakteristik bidang ilmu pengetahuan atau teknologi apa pun dan dibedakan berdasarkan kekhususannya. Catatan - Ada beberapa area pengukuran: mekanik, magnetik, akustik, pengukuran radiasi pengion, dll.

Jenis pengukuran- bagian dari area pengukuran, yang memiliki karakteristiknya sendiri dan dicirikan oleh keseragaman nilai yang diukur. CONTOH Dalam bidang pengukuran listrik dan magnetik, jenis pengukuran berikut dapat dibedakan: pengukuran hambatan listrik, gaya gerak listrik, tegangan listrik, induksi magnetik, dll.

Ada beberapa jenis pengukuran.

Menurut sifat ketergantungan nilai yang diukur pada waktu, pengukuran dibagi menjadi:

pengukuran statis;

pengukuran dinamis.

Menurut metode memperoleh hasil pengukuran, mereka dibagi menjadi:

tidak langsung;

kumulatif;

persendian.

Menurut kondisi yang menentukan keakuratan hasil, pengukuran dibagi menjadi:

pengukuran metrologi;

pengukuran kontrol dan verifikasi;

pengukuran teknis.

Menurut cara hasilnya dinyatakan:

pengukuran mutlak;

pengukuran relatif.

Menurut ciri-ciri alat ukur, ada:

pengukuran yang sama;

pengukuran yang tidak merata.

Dengan jumlah pengukuran dalam serangkaian pengukuran:

pengukuran tunggal;

beberapa pengukuran.

Pengukuran dibedakan dengan metode memperoleh informasi, dengan sifat perubahan nilai yang diukur selama proses pengukuran, dengan jumlah informasi pengukuran, dalam kaitannya dengan unit utama.

Menurut metode memperoleh informasi, pengukuran dibagi menjadi langsung, tidak langsung, kumulatif dan bersama.

Pengukuran langsung adalah perbandingan langsung besaran fisika dengan ukurannya. Misalnya, ketika menentukan panjang suatu benda dengan penggaris, nilai yang diinginkan (ekspresi kuantitatif dari nilai panjang) dibandingkan dengan ukuran, yaitu penggaris.

Pengukuran tidak langsung - berbeda dari pengukuran langsung dalam hal nilai yang diinginkan dari suatu besaran ditetapkan berdasarkan hasil pengukuran langsung dari jumlah tersebut yang terkait dengan ketergantungan spesifik yang diinginkan. Jadi, jika Anda mengukur kekuatan arus dengan ammeter, dan tegangan dengan voltmeter, maka sesuai dengan hubungan fungsional yang diketahui dari ketiga kuantitas, Anda dapat menghitung kekuatan rangkaian listrik.

Pengukuran agregat - terkait dengan solusi sistem persamaan yang disusun dari hasil pengukuran simultan beberapa besaran homogen. Solusi dari sistem persamaan memungkinkan untuk menghitung nilai yang diinginkan.

Pengukuran gabungan adalah pengukuran dua atau lebih besaran fisis yang tidak homogen untuk menentukan hubungan di antara keduanya.

Pengukuran kumulatif dan joint sering digunakan dalam pengukuran berbagai parameter dan karakteristik di bidang teknik elektro.

Menurut sifat perubahan nilai terukur selama proses pengukuran, ada pengukuran statistik, dinamis dan statis.

Pengukuran statistik dikaitkan dengan penentuan karakteristik proses acak, sinyal suara, tingkat kebisingan, dll. Pengukuran statis terjadi ketika nilai terukur praktis konstan.

Pengukuran dinamis dikaitkan dengan besaran yang mengalami perubahan tertentu selama proses pengukuran. Pengukuran statis dan dinamis yang ideal jarang terjadi dalam praktik.

Menurut jumlah informasi pengukuran, pengukuran tunggal dan ganda dibedakan.

Pengukuran tunggal adalah pengukuran satu besaran, yaitu jumlah pengukuran sama dengan jumlah besaran terukur. Penerapan praktis dari jenis pengukuran ini selalu dikaitkan dengan kesalahan besar, oleh karena itu, setidaknya tiga pengukuran tunggal harus dilakukan dan hasil akhirnya harus ditemukan sebagai mean aritmatika.

Beberapa pengukuran ditandai dengan kelebihan jumlah pengukuran dari jumlah nilai yang diukur. Keuntungan dari beberapa pengukuran adalah pengurangan yang signifikan dalam pengaruh faktor acak pada kesalahan pengukuran. pengukuran skala metrologi

Pengukuran adalah penentuan eksperimental nilai numerik dari kuantitas fisik dalam satuan yang diterima dengan menggunakan alat ukur teknis khusus.

Hasil pengukuran adalah nilai numerik dari besaran fisis dalam satuan yang diterima, yang diperoleh dengan pengukuran.

Alat ukur adalah alat teknis yang digunakan dalam pengukuran dan memiliki sifat kemetrologian yang dinormalisasi. Jenis utama alat ukur adalah:

Alat pengukur;

Mengukur transduser;

alat pengukur;

Sistem pengukuran informasi.

Karakteristik metrologi yang dinormalisasi dari sarana teknis diperlukan untuk menentukan kesalahan pengukuran.

Ukuran adalah alat pengukuran yang dirancang untuk mereproduksi kuantitas fisik dari ukuran tertentu, dinyatakan dalam satuan yang diterima. Misalnya, berat adalah ukuran massa, resistor pengukur adalah ukuran hambatan listrik, penggaris adalah ukuran panjang, dll.

Alat ukur - alat ukur yang dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dalam bentuk yang dapat diakses oleh persepsi langsung. Menurut sifat indikasi, mereka membedakan:

menunjukkan alat ukur;

Alat pengukur rekaman.

Alat ukur indikatif - perangkat yang hanya memungkinkan pembacaan bacaan.

Alat pengukur perekaman - perangkat di mana kemungkinan pembacaan rekaman disediakan. Alat perekam yang bacaannya direkam dalam bentuk diagram disebut alat perekam sendiri, dan alat di mana bacaan digital dicetak disebut alat cetak.

Menurut bentuk penyajian barang bukti, ada:

Alat pengukur analog;

Alat ukur digital.

Alat ukur analog adalah alat yang merepresentasikan informasi sebagai fungsi kontinu dari nilai terukur.

Alat ukur digital adalah alat yang merepresentasikan informasi dalam bentuk sinyal-sinyal diskrit yang terpisah dalam bentuk digital.

Transduser pengukur adalah alat pengukur yang dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dalam bentuk yang nyaman untuk pemrosesan, penyimpanan, konversi atau transmisi lebih lanjut, tetapi tidak dapat diakses oleh persepsi langsung. Tergantung pada tujuan dan fungsi yang dilakukan, transduser pengukur dibagi menjadi primer, menengah, transmisi, penskalaan, dll.

Alat ukur adalah alat ukur yang meliputi alat ukur dan transduser ukur.

Sistem pengukuran informasi adalah alat ukur dengan pengukuran dan kontrol multisaluran, dan terkadang dengan pemrosesan informasi menurut algoritma yang diberikan.

Alat ukur, tergantung pada tujuannya, dibagi menjadi tiga kategori:

pekerja;

teladan;

Standar.

Pekerja menyebut alat ukur yang digunakan untuk pengukuran sehari-hari. Mereka dibagi menjadi laboratorium dan teknis. Alat ukur laboratorium telah meningkatkan akurasi.

Instrumen pengukuran teladan dirancang untuk verifikasi dan kalibrasi pengukuran kerja, instrumen pengukuran dan transduser.

Standar dimaksudkan untuk reproduksi dan penyimpanan unit pengukuran dengan akurasi tertinggi yang dapat dicapai pada tingkat perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tertentu.

Pengukuran, tergantung pada persyaratan keakuratan hasil, dibagi menjadi:

Laboratorium;

Teknis.

Pengukuran laboratorium ditandai dengan peningkatan akurasi dan dilakukan selama penelitian dan pengembangan, serta selama kalibrasi alat ukur.

Pengukuran teknis memiliki akurasi yang relatif rendah dan dilakukan untuk mengontrol pengoperasian berbagai perangkat.

Menurut metode untuk mendapatkan nilai numerik dari nilai yang diinginkan, pengukuran dibagi menjadi tiga jenis:

Pengukuran langsung;

Pengukuran tidak langsung;

Pengukuran bersama atau kumulatif.

Dengan pengukuran langsung, hasil yang diperoleh langsung dari pembacaan alat ukur. Contoh pengukuran langsung: mengukur panjang dengan jangka sorong, suhu dengan termometer, tekanan dengan manometer, gaya dengan dinamometer, waktu dengan stopwatch, dll.

Dengan pengukuran tidak langsung, hasilnya ditemukan berdasarkan hubungan yang diketahui antara besaran yang ditentukan dan beberapa besaran lain, yang, pada gilirannya, ditemukan dengan menggunakan pengukuran langsung.

Dengan pengukuran gabungan dan kumulatif, jumlah yang diperlukan ditentukan sebagai hasil dari penyelesaian sistem persamaan. Dalam hal ini, koefisien numerik dan beberapa suku persamaan yang termasuk dalam sistem ini ditemukan sebagai hasil pengukuran langsung atau tidak langsung.

Perbedaan antara pengukuran gabungan dan kumulatif adalah bahwa dalam kasus pertama, ketika menentukan nilai yang diinginkan, beberapa besaran lain yang berbeda diukur, dan dalam kasus kedua, beberapa besaran serupa lainnya diukur.

Setiap pengukuran didasarkan pada beberapa fenomena fisik.

Prinsip pengukuran adalah totalitas fenomena fisik yang menjadi dasar pengukuran.

Metode pengukuran adalah seperangkat metode untuk menggunakan alat ukur dan prinsip pengukuran. Ada dua metode pengukuran utama:

Metode evaluasi langsung;

Mengukur metode perbandingan.

Metode evaluasi langsung terdiri dalam menentukan nilai yang diinginkan oleh alat baca alat ukur.

Metode perbandingan dengan ukuran adalah bahwa nilai yang diukur dibandingkan dengan nilai yang direproduksi oleh ukuran yang sesuai. Perbandingan tersebut dapat langsung atau melalui besaran lain yang secara unik terkait dengan nilai yang diukur dan nilai yang direproduksi oleh ukuran tersebut. Dengan perbandingan langsung, metode perbandingan disebut juga metode oposisi, dan jika dibandingkan melalui besaran lain disebut metode perbandingan tidak langsung atau metode substitusi.

Menurut metode pengukurannya, metode perbandingan dibagi menjadi:

metode nol;

Perbedaan atau metode diferensial;

Metode pertandingan.

Metode nol adalah bahwa efek dari kuantitas yang diukur sepenuhnya seimbang dengan efek dari kuantitas yang diketahui. Contoh metode pengukuran nol adalah pengukuran massa dengan balok keseimbangan.

Dalam metode perbedaan atau diferensial, penyeimbangan penuh tidak terjadi, dan perbedaan antara nilai yang dibandingkan diperkirakan oleh alat pengukur. Nilai besaran yang diukur ditentukan dalam hal ini tidak hanya oleh nilai yang direproduksi oleh ukuran, tetapi juga oleh pembacaan instrumen.

Metode pencocokan terdiri dari fakta bahwa tingkat sinyal yang jelas terkait dengan nilai nilai yang diinginkan dibandingkan dengan tingkat sinyal yang sama, tetapi ditentukan oleh ukuran yang sesuai. Dengan kebetulan tingkat sinyal-sinyal ini, nilai nilai yang diukur dinilai (takometer stroboskopik).

5.2. Karakteristik metrologi alat ukur.

Sifat kemetrologian alat ukur adalah sifat yang memungkinkan untuk menilai kesesuaiannya untuk mengukur dalam rentang tertentu dengan ketelitian tertentu.

Karakteristik metrologi yang paling penting adalah:

1) rentang pengukuran;

2) kesalahan alat ukur;

3) ambang batas sensitivitas alat ukur atau transduser;

4) variasi alat ukur atau transduser.

Dalam rentang pengukuran, hubungan antara sinyal pada input X dan output Y dari alat ukur ditentukan oleh ketergantungan Y=f(X), yang disebut karakteristik statis alat ukur. Untuk instrumen penunjuk, sifat statik ditetapkan dengan skala, oleh karena itu ketergantungan ini disebut juga persamaan skala instrumen.

Untuk mengukur transduser, rentang konversi memainkan peran yang sama dengan rentang pengukuran, dan untuk beberapa jenis pengukuran, nilai nominal kuantitas yang dihasilkannya.

Untuk semua alat ukur, batas kesalahan dasar dan tambahan yang diizinkan ditetapkan.

Batas kesalahan dasar yang diizinkan disebut kesalahan dasar terbesar (tanpa memperhitungkan tanda) dari alat ukur, di mana ia masih akan diakui layak dan diizinkan untuk beroperasi.

Batas kesalahan tambahan yang diizinkan adalah kesalahan tambahan terbesar dari alat ukur, di mana ia masih akan diakui layak dan diizinkan untuk dioperasikan.

Alat ukur diberi kelas akurasi, simbol yang bertepatan dengan nilai kesalahan dasar yang diizinkan yang dinyatakan sebagai persentase. Kelas ketelitian k dilambangkan dengan angka dari deret berikut k = (1; 1.5; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0>10 p, dimana p = 1; 0; -1; -2...

Perlu dicatat bahwa alat ukur dengan beberapa rentang pengukuran mungkin memiliki beberapa kelas akurasi.

Ambang sensitivitas adalah perubahan terkecil dalam nilai besaran terukur yang dapat menyebabkan perubahan sekecil apa pun dalam pembacaan alat pengukur atau sinyal keluaran transduser yang tersedia untuk didaftarkan.

Variasi alat pengukur atau transduser adalah perbedaan terbesar dalam pembacaan instrumen atau perbedaan terbesar antara sinyal keluaran transduser yang sesuai dengan nilai yang sama dari sinyal input, tetapi diperoleh dalam satu kasus dengan peningkatan yang halus, dan di sisi lain - dengan penurunan halus dalam nilai nilai yang diukur.

Dalam praktik penelitian, sangat sering ada kebutuhan untuk mengukur besaran yang berubah dari waktu ke waktu, mis. . dalam kondisi dinamis. Hasil pengukuran tersebut terdistorsi oleh kesalahan tambahan karena kondisi dinamis. Komponen kesalahan ini disebut kesalahan dinamis dan mewakili perbedaan antara kesalahan alat ukur dalam kondisi dinamis dan kesalahan yang sesuai dalam kondisi statis. Alasan munculnya kesalahan dinamis adalah kelembaman alat ukur. Karena kelembaman ini, ada penundaan dalam pembacaan saat mendaftarkan nilai sesaat dari kuantitas yang diukur.