METROLOGIA
Seção 1 METROLOGIA
ESTANDARDIZAÇÃO
QUALIDADE
Aula 2 Metrologia - a ciência das medições
CERTIFICAÇÃO
1.
2.
3.
4.
5.
Essência e conteúdo da metrologia.
Medições de grandezas físicas.
Meios de equipamento de medição.
Racionamento de características metrológicas.
Sistema estatal de dispositivos e meios industriais
automação.

2.1 Essência e conteúdo da metrologia
Metrologia - a ciência das medições, métodos e meios de fornecer
uniformidade de medições e formas de alcançar a precisão necessária.
Partes de metrologia:
● metrologia científica e teórica;
● metrologia legal;
● metrologia aplicada.
Metrologia Científica e Teórica:
● teoria geral das medições;
● métodos e meios de medição;
● métodos para determinar a precisão das medições;
● padrões e instrumentos de medição exemplares;
● garantir a uniformidade das medições;
● critérios de avaliação e certificação da qualidade do produto.
Metrologia legal:
● padronização de termos, sistemas de unidades, medidas, padrões e SIT;
● padronização das características do ME e métodos de avaliação da acurácia;
● padronização de métodos para verificação e controle de ME, métodos de controle
e certificação da qualidade do produto.

Seção 1 Metrologia Aula 2 Metrologia é a ciência da medição

Metrologia aplicada:
● organização do serviço público para a unidade de medidas e medições;
● organizar e conduzir a verificação periódica de ME e
teste estadual de novos fundos;
● organização do serviço público de referência padrão
dados e amostras padrão, produção de amostras padrão;
● organização e implementação do serviço de controle sobre a implementação
normas e condições técnicas de produção, estado
testes e certificação da qualidade do produto.
Inter-relação de metrologia e normalização:
métodos e maneiras
controle de execução
padrões
Metrologia
estandardização
padrões
fazer medições
e instrumentos de medição

Seção 1 Metrologia Aula 2 Metrologia é a ciência da medição

2.2 Medições de grandezas físicas
Medição exibindo uma quantidade física por seu valor por
experimento e cálculos usando
meios técnicos (DSTU 2681-94).
Desvio de erro de medição do resultado de medição convencional
o valor real do valor medido (DSTU 2681-94).
Estimativas de erro numérico:
● erro absoluto
X significa X;
erro relativo
100%
100%
X
Medidas X
erro reduzido γ
100% .
Xn
Estimativa de incerteza de medição que caracteriza o intervalo
valores, que é o verdadeiro valor
valor medido (DSTU 2681-94).
;

Seção 1 Metrologia Aula 2 Metrologia é a ciência da medição

O resultado de uma medição é o valor numérico atribuído à medida
valor, indicando a precisão da medição.
Indicadores numéricos de precisão:
● intervalo de confiança (limites de confiança) de erro
● Estimativa de erro RMS
AP;
S.
Regras para expressar indicadores de precisão:
● indicadores numéricos de precisão são expressos em unidades de medida
quantidades;
● indicadores numéricos de precisão não devem conter mais de dois
algarismos significativos;
● os menores dígitos do resultado da medição e valores numéricos
precisão deve ser a mesma.
Apresentação do resultado da medição
~
X X, P
ou
~
X X R
Exemplo: U = 105,0 V, Δ0,95 = ± 1,5 V
ou
U = 105,0 ± 1,5 V.

Seção 1 Metrologia Aula 2 Metrologia é a ciência da medição

2.3 Instrumentos de medição
Meios de equipamento de medição (SIT) meios técnicos para
realizando medições que normalizaram
características metrológicas.
SENTAR:
● instrumentos de medição;
● dispositivos de medição.
Medindo instrumentos:
● instrumentos de medição (eletromecânicos; comparações;
eletrônico; digital; virtual);
● meios de registro (registrar os sinais da medição
em formação);
● meios de código (ADC - converter medição analógica
informação no sinal de código);
● canais de medição (conjunto de equipamentos de medição, meios de comunicação, etc. para
criando um sinal AI de um valor medido);
● sistemas de medição (conjunto de canais de medição e
dispositivos de medição para criar IA
várias grandezas medidas).

Seção 1 Metrologia Aula 2 Metrologia é a ciência da medição

Dispositivos de medição
● padrões, medidas exemplares e de trabalho (para reprodução e
armazenamento do tamanho das quantidades físicas);
● transdutores de medição (para alterar o tamanho
mensuração ou conversão
valor medido para outro valor);
● comparadores (para comparação de valores homogêneos);
● componentes de computação (um conjunto de hardware de computador e
software para realizar
cálculos durante a medição).
2.4 Padronização das características metrológicas
Características metrológicas que afetam os resultados e
erros de medição e destinados à avaliação
nível técnico e qualidade do ME, determinando o resultado
e estimativas de erro de medida instrumental.

Seção 1 Metrologia Aula 2 Metrologia é a ciência da medição

Grupos de características metrológicas:
1) determinar o escopo do ME:
● faixa de medição;
● limite de sensibilidade.
2) determinar a precisão das medições:
● erro;
● convergência (proximidade dos resultados de medições repetidas em
mesmas condições)
● reprodutibilidade (repetibilidade dos resultados da medição
mesmo tamanho em lugares diferentes, em momentos diferentes,
métodos diferentes, operadores diferentes, mas em
condições semelhantes).
Classe de precisão - uma característica metrológica generalizada,
determinados pelos limites de erros permissíveis, bem como
outras características que afetam a precisão.
Designação das classes de precisão:
K = |γmax |
a) 1,0;
K = |δmax |
a) 1, 0; b) 1,0/0,5
b) 1,0

Seção 1 Metrologia Aula 2 Metrologia é a ciência da medição

2.5 Sistema estatal de dispositivos e meios industriais
Automação (SPG)
O objetivo do GSP é a criação de uma série de instrumentos e
dispositivos com características unificadas e
desempenho construtivo.
Principais grupos de fundos SHG:
● meios para obter informações de medição;
● meios para receber, converter e transmitir informações;
● meios para converter, processar e armazenar informações e
formação de equipes de gestão.
Princípios técnicos do sistema do GSP:
● minimização da nomenclatura e quantidade;
● construção modular em bloco;
● agregação (construção de dispositivos e sistemas complexos a partir de
unidades, blocos e módulos unificados ou projetos padrão
método de conjugação);
● compatibilidade (energética, funcional, metrológica,
construtiva, operacional, informativa).

10. Metrologia, padronização e certificação no setor de energia elétrica

METROLOGIA
ESTANDARDIZAÇÃO
QUALIDADE
Aula 3 Processando resultados de medição
CERTIFICAÇÃO
1. Medições no sistema de avaliação da qualidade
produtos.
2. Cálculo do valor da grandeza medida.
3. O procedimento para estimar o erro.
4. Estimativa do erro de medições individuais.
5. Estimativa do erro de teste.
6. Avaliação de erros de controle de qualidade.

11. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

3.1 Medições no sistema de avaliação da qualidade do produto
Avaliação da qualidade do produto na determinação ou controle de quantitativos
características de qualidade dos produtos através
medições, análises, testes.
O objetivo de medir as características é encontrar o valor da
quantidade física.
O objetivo do controle de medição é concluir sobre a adequação dos produtos e
cumprimento dos regulamentos.
Etapas de medição:
● seleção e uso de uma metodologia certificada apropriada
medições (DSTU 3921.1-99);
● seleção e treinamento de ME de confiança;
● realização de medições (simples; múltiplas;
estatística);
● processamento e análise dos resultados das medições;
● tomada de decisão sobre a qualidade do produto (certificação do produto).

12. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

3.2 Cálculo do valor medido
Deixe o modelo do objeto (do valor medido)
Х = ƒ (X1, X2, …, Xm) – ∆met;
durante as medições, os resultados das observações Xij,
i = 1, …, m é o número de valores de entrada medidos diretamente;
j = 1, …, n é o número de observações para cada variável de entrada.
Resultado da medição:
~
X:
~
X X p
Ordem de descoberta
1) eliminação de erros sistemáticos conhecidos introduzindo
correções ∆c ij:
X΄ij \u003d Xij - ∆c ij;
2) cálculo da média aritmética de cada valor de entrada:
n
Xij
~
Xj1;
eu
n

13. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

3) cálculo das estimativas RMS dos resultados das observações de cada grandeza:
n
~ 2
(X ij X i)
S(Xi)
j1
(nº 1)
4) avaliação da precisão das medições (exclusão de erros grosseiros)
- de acordo com o critério de Smirnov
(comparando os valores
Vij
~
X ij X i
S(Xi)
com coeficientes de Smirnov)
- de acordo com o critério de Wright;
5) refinamento da média aritmética de cada valor de entrada e
cálculo do valor medido:
~
~
~
Xf X 1 ... X m Amet.

14. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

3.3 Procedimento de estimativa de erro
1) cálculo das estimativas RMS
– valores de entrada:
n
~
S(Xi)
~ 2
(X ij X i)
j1
n(n1)
– resultado da medição:
S(X)
m
f
~
S(X)
eu
X
1
eu
2
2) determinação dos limites de confiança do componente aleatório
erros:
Δ P t P (v) S (X),
tP(v) é o quantil da distribuição de Student para um dado Рd
com o número de graus de liberdade v = n – 1.

15. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

3) cálculo de limites e desvio padrão da sistemática não excluída
componente de erro:
Δ ns k
f
Δnsi
X
1
eu
m
2
Sns
;
Δns
3k
k = 1,1 em Pd = 0,95;
∆nsi é determinado a partir das informações disponíveis;
4) cálculo do RMS do erro total:
5) avaliação do erro de medição
se ∆ns/
S(X)< 0,8
se ∆ns/
S(X) > 8
se 0,8 ≤ ∆ns /
S(X) ≤ 8
S
2
S (X) 2 Sns
;
∆P = ∆P;
∆P = ∆ns;
∆P
Δ R Δ ns
S
S (X) Sns

16. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

3.4 Estimando o erro de medições individuais
medições diretas (i = 1,
j = 1)
~
X X
R
~
X \u003d Hism - ∆c; ∆Р = ∆max,
(∆max através da classe de precisão do instrumento).
medições indiretas (i = 2, …, m,
j = 1)
~
X X
~
~
~
X f X 1 ... X m atendido.
R
∆P
2
f
∆ max i ;
X
1
eu
m

17. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

● se
X = ∑Xi
X
● se
∆P
X1 ... X
X 1 ... X m
m
2
Δ
1
máximo eu
m
δX
● se
X = kY
∆Х = k ∆Ymax
● se
X=Yn
δХ = n δYmax
(∆max e
δmax
2
δ max i
1
∆P
∆Х = nYn-1∆Y max
são calculados através da classe de precisão).
δX X
100%

18. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

3.5 Avaliação da incerteza do teste
X
Seja X = f(Y).
ismo
∆set - o erro de definir o valor Y
ismo
Erro de teste X
ismo espanhol
Quando X =
X
y
S
bunda
ƒ (X1, X2, …, Xm) erro de teste máximo
ismo espanhol
m
X
XI
eu
eu 1
2
bunda
S

19. Seção 1 Metrologia Aula 3 Processamento de resultados de medição

3.6 Avaliação de erros de controle de qualidade
Erros de controle de qualidade:
● erro de controle tipo I: bom produto
identificado como inválido.
● erro de controle tipo II: produtos inadequados
identificados como válidos.
Estatisticas:
Seja X controlado.
B - o número de unidades de produtos incorretamente aceitos como adequados (em % de
número total medido);
G - o número de unidades de produtos, rejeitados incorretamente.
S
Como
100%
X
COMO
B
G
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. Metrologia, padronização e certificação no setor de energia elétrica

METROLOGIA
ESTANDARDIZAÇÃO
QUALIDADE
Aula 4 Qualidade de energia elétrica
CERTIFICAÇÃO
1. Qualidade elétrica
energia e trabalho dos consumidores.
2. Indicadores de qualidade de energia.
3. Determinação de indicadores de qualidade de energia.

21. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

4.1 Qualidade da eletricidade e desempenho do consumidor
Ambiente eletromagnético Sistema de alimentação e conectado a
seus aparelhos e equipamentos elétricos conectados condutivamente e
interferem no trabalho uns dos outros.
Compatibilidade eletromagnética de meios técnicos
operação normal no ambiente eletromagnético existente.
Níveis admissíveis de interferência na rede elétrica caracterizam a qualidade
eletricidade e são chamados de indicadores de qualidade de energia.
Qualidade de energia elétrica grau de conformidade de seus parâmetros
padrões estabelecidos.
Indicadores da qualidade da energia elétrica, métodos para sua avaliação e normas
GOST 13109-97: “Energia elétrica. Compatibilidade de técnicos
significa eletromagnético. Padrões de qualidade de eletricidade em
sistemas de alimentação de uso geral.

22. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

Propriedades da energia elétrica
Desvio de tensão Diferença de tensão real em
operação em estado estacionário do sistema de alimentação a partir de sua
valor nominal com uma mudança de carga lenta.
Flutuações de tensão Desvios de tensão que mudam rapidamente
com duração de meio ciclo a vários segundos.
Desequilíbrio de tensão Desequilíbrio de tensão trifásico
Distorção de tensão não senoidal da forma senoidal.
curva de tensão.
Desvio de desvio de frequência da frequência AC real
tensão do valor nominal em estado estacionário
funcionamento do sistema de alimentação.
Queda de tensão Uma queda repentina e significativa na tensão (<
90% Un) com duração de vários períodos a vários
dezenas
segundos seguidos de recuperação de tensão.
Sobretensão temporária aumento repentino e significativo
tensão (> 110% Un) por mais de 10 milissegundos.
Surto de tensão aumento repentino na tensão
menos de 10 milissegundos de duração.

23. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

Propriedades da energia elétrica e prováveis ​​culpados pela sua deterioração
Propriedades da eletricidade
Os culpados mais prováveis
Desvio de tensão
Organização de fornecimento de energia
Flutuações de tensão
Consumidor com carga variável
Tensão não senoidal Consumidor com carga não linear
Desequilíbrio de tensão
Consumidor com assimetria
carregar
Desvio de frequência
Organização de fornecimento de energia
queda de tensão
Organização de fornecimento de energia
pulso de tensão
Organização de fornecimento de energia
Sobretensão temporária
Organização de fornecimento de energia

24. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

Propriedades de e-mail energia

Desvio de tensão Configurações tecnológicas:
vida útil, probabilidade de acidente
duração do processo tecnológico e
preço de custo
Acionamento elétrico:
potência reativa (3…7% por 1%U)
torque (25% a 0,85Un), consumo de corrente
vida
Iluminação:
vida útil da lâmpada (4 vezes a 1,1 Un)
fluxo luminoso (para 40% das lâmpadas incandescentes e
para lâmpadas fluorescentes a 15% a 0,9 Un),
LL pisca ou não acende quando< 0,9 Uн

25. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

A influência das propriedades da eletricidade no trabalho dos consumidores
Propriedades de e-mail energia
Flutuações de tensão
Impacto no trabalho dos consumidores
Instalações tecnológicas e acionamento elétrico:
vida útil, desempenho
defeitos do produto
potencial para danos ao equipamento
vibrações de motores elétricos, mecanismos
desligamento de sistemas de controle automático
desligamento de partidas e relés
Iluminação:
pulso de luz,
produtividade do trabalho,
saúde do trabalhador

26. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade da energia elétrica

A influência das propriedades da eletricidade no trabalho dos consumidores
Propriedades de e-mail energia
Impacto no trabalho dos consumidores
Desequilíbrio de tensão
Equipamento elétrico:
perdas de rede,
torques de frenagem em motores elétricos,
vida útil (duas vezes a 4% reverso
sequências), eficiência do trabalho
desequilíbrio de fase e consequências, como com um desvio
Tensão
Não-senoidalidade
Tensão
Equipamento elétrico:
curtos-circuitos monofásicos à terra
linhas de transmissão por cabo, avaria
capacitores, perdas de linha, perdas de linha
motores elétricos e transformadores,
Fator de potência
Desvio de frequência
colapso do sistema de energia
situação de emergência

27. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

4.2 Indicadores de qualidade de energia
Propriedades de e-mail energia
Nível de qualidade
Desvio de tensão
Desvio de tensão constante δUу
Flutuações de tensão
Amplitude da mudança de tensão δUt
Dose de cintilação Pt
Não-senoidalidade
Tensão
Fator de distorção senoidal
curva de tensão KU
Coeficiente do enésimo harmônico
componente de tensão KUn
Assimetria
estressa

sequência reversa K2U
Fator de desequilíbrio de tensão de acordo com
sequência zero K0U

28. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade da energia elétrica

Propriedades de e-mail energia
Nível de qualidade
Desvio de frequência
Desvio de frequência Δf
queda de tensão
Duração da queda de tensão ΔUп
Profundidade de queda de tensão δUп
pulso de tensão
Tensão de impulso Uimp
Temporário
surto
Coeficiente de sobretensão temporária KperU
Duração da sobretensão temporária ΔtperU

29. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

4.3 Determinação de indicadores de qualidade de energia
Desvio de tensão constante δUу:
você você
Uy
U em U nom
U nom
100%
n
2
você
dentro
– valor da raiz quadrada média da tensão
1
Os valores de Ui são obtidos pela média de pelo menos 18 medições ao longo do intervalo
tempo 60 s.
Normalmente permitido δUу = ±5%, limitando ±10%.

30. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade da energia elétrica

A faixa de variação de tensão δUt:
você
U e U e 1
U t
100%
U nom
Interface do usuário
Interface+1
t
t
Ui e Ui+1 são os valores de extremos sucessivos U,
cuja raiz quadrada média tem a forma de um meandro.
A faixa máxima permitida de mudanças de tensão é dada em
padrão na forma de um gráfico
(dos quais, por exemplo, δUt = ±1,6% em Δt = 3 min, δUt = ±0,4% em Δt = 3 s).

31. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade da energia elétrica

O fator de distorção da curva de tensão senoidal KU:
m
KU
2
você
n
nº 2
U nom
100%
Un é o valor efetivo do n-harmônico (m = 40);
KU normalmente permitido,%
KU máximo permitido,%
em Un, kV
em Un, kV
0,38
6 – 20
35
0,38
6 – 20
35
8,0
5
4,0
12
8,0
6,0
KU é encontrado pela média dos resultados de n ≥ 9 medições ao longo de 3 s.

32. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

O coeficiente da n-ésima componente harmônica da tensão КUn
KUnGenericName
Ut
100%
U nom
Normalmente admissível КUn:
Harmônicos ímpares, não múltiplos de 3 KU máximo permitido em Un
em Un, kV
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%
Máximo permitido КUn = 1,5 КUn normas
KUn é encontrado pela média dos resultados de n ≥ 9 medições ao longo de 3 s.

33. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade da energia elétrica

Coeficiente de desequilíbrio de tensão no reverso
Sequências K2U
K 2U
U2
100%
U1
U1 e U2 são tensões de sequência positiva e negativa.
K2U normalmente permitido = 2,0%, K2U máximo permitido = 4,0%
Coeficiente de assimetria de tensão em zero
Sequências K0U
K0U
3U0
100%
U1
U0 - tensão de sequência zero
K0U normalmente permitido = 2,0%, K0U máximo permitido = 4,0% em
U = 380 V

34. Seção 1 Metrologia Aula 4 Qualidade de energia elétrica

Duração da queda de tensão ΔUп
Valor máximo permitido ΔUp = 30 s em U ≤ 20 kV.
Profundidade de queda de tensão
Acima
U nom U min
100%
U nom
Fator de sobretensão temporário
KperUGenericName
Um máx.
2U nom
Um max - o maior valor de amplitude durante o controle.
Desvio de frequência
Δf = fcp – fnom
fcp é a média de n ≥ 15 medições em 20 s.
Normalmente permitido Δf = ±0,2 Hz, máximo permitido ±0,4 Hz.

35. Metrologia, padronização e certificação no setor de energia elétrica

METROLOGIA
ESTANDARDIZAÇÃO
QUALIDADE
Palestra 5 Garantindo a unidade e
precisão de medição necessária
1.
2.
3.
4.
CERTIFICAÇÃO
Unidade de medidas e sua manutenção.
Reprodução e transmissão de unidades de grandezas físicas.
Verificação SIT.
Calibração SIT.

36. Seção 1 Aula 5 de Metrologia Garantindo a unidade e a precisão necessária das medições

5.1 Unidade de medidas e sua provisão
A principal tarefa da organização de medições é a obtenção de resultados comparáveis
resultados de medição dos mesmos objetos realizados em
tempos diferentes, em lugares diferentes, com a ajuda de métodos e meios diferentes.
Uniformidade de medições medições são realizadas de acordo com o padrão ou
métodos certificados, os resultados são expressos em
unidades, e os erros são conhecidos com uma dada probabilidade.
Causa
Consequência
Usando as técnicas erradas
medidas, escolha errada
SENTAR
Violação de tecnologia
processos, perda de energia
recursos, emergências, casamento
produtos, etc
Equívoco
Resultados de medição
Não reconhecimento dos resultados da medição
e certificação do produto.

37. Seção 1 Aula 5 de Metrologia Garantindo a unidade e a precisão necessária das medições

Garantindo a uniformidade das medições:
● suporte metrológico;
● suporte jurídico.
Estabelecimento de suporte metrológico e aplicação de
bases organizacionais, meios técnicos, regras e normas para
alcançar a unidade e a precisão necessária das medições
(regulamentado por DSTU 3921.1-99).
Componentes do suporte metrológico:
● base científica
metrologia;
● base técnica
sistema de normas estaduais,
sistema de transferência de tamanho de unidade,
trabalhando SIT, sistema de padrão
amostras da composição e propriedades dos materiais;
● serviço metrológico de base organizacional (rede
instituições e organizações);
● quadro regulamentar
leis da Ucrânia, DSTU, etc.
regulamentos.

38. Seção 1 Metrologia Aula 5 Garantindo a unidade e a precisão necessária das medições

Apoio jurídico da lei da Ucrânia "Sobre metrologia e
atividade metrológica” e outros atos normativos legais.
Forma de garantir a uniformidade do estado das medições
controle e supervisão metrológica (MMC e N)
O objetivo do MMC e N é verificar a conformidade com os requisitos da lei e regulamentos da Ucrânia e documentos regulamentares de metrologia.
Instalações e métodos de medição de MMC e N SIT.
Tipos de MMC e N:
Complexo Mineiro e Metalúrgico ● Ensaios estaduais de ME e homologação de seus tipos;
● Certificação metrológica estadual do MI;
● verificação do ME;
● credenciamento do direito de realizar trabalhos metrológicos.
HMN ● Supervisão para garantir a uniformidade das medições Verificação:
– estado e aplicação do ME,
– aplicação de métodos de medição certificados,
– a exatidão das medições,
– cumprimento das exigências da lei, das normas e regras metrológicas.

39. Seção 1 Aula 5 de Metrologia Garantindo a unidade e a precisão necessária das medições

5.2 Reprodução e transmissão de unidades de grandezas físicas
A reprodução de uma unidade é um conjunto de atividades para
materialização de uma unidade de
valores com a maior precisão.
Etalon é um meio de tecnologia de medição que fornece
reprodução, armazenamento e transmissão do tamanho da unidade
quantidade física.
Referências:
internacional
Estado
secundário
O padrão estadual é um padrão oficialmente aprovado,
reprodução da unidade
medições e transferência de seu tamanho para
padrões com a maior precisão do país.

40. Seção 1 Metrologia Aula 5 Garantindo a uniformidade e precisão necessária das medições

Padrões secundários:
● cópia padrão;
● padrão de trabalho.
Padrão de trabalho para verificação ou calibração de ME.
Transferência do tamanho da unidade:
● método de comparação direta;
● método de comparação usando um comparador.
Esquema de Transferência de Tamanho da Unidade:
padrão estadual
↓
padrão - cópia
↓
padrões de trabalho
↓
SIT exemplar
↓
trabalhando SIT
Em cada etapa da transferência da unidade, a perda de precisão é de 3 a 10 vezes.

41. Seção 1 Aula 5 de Metrologia Garantindo a unidade e a precisão necessária das medições

A unidade e a precisão da medição são determinadas pela base de referência do país.
Base padrão nacional da Ucrânia 37 padrões estaduais.
Padrões estaduais de unidades de grandezas elétricas:
● unidade padrão de intensidade de corrente elétrica
(S ≤ 4∙10-6, δс ≤ 8∙10-6 para corrente contínua,
S ≤ 10-4, δс ≤ 2∙10-4 para corrente alternada);
● unidade de tensão padrão
(S ≤ 5∙10-9, δс ≤ 10-8 para EMF e tensão DC,
S ≤ 5∙10-5, δс ≤ 5∙10-4 para tensão CA);
● unidade padrão de resistência elétrica
(S ≤ 5∙10-8, δс ≤ 3∙10-7);
● referência de tempo e frequência
(S ≤ 5∙10-14, δс ≤ 10-13);

42. Seção 1 Aula 5 de Metrologia Garantindo a unidade e a precisão necessária das medições

5.3 Verificação de ME
Verificação do ME, determinação da adequação do ME para uso com base em
resultados do controle de suas características metrológicas.
O objetivo da verificação é a determinação de erros e outros
características do ME, regulamentado pelo TS.
Tipos de verificação:
● primário (no lançamento, após reparo, na importação);
● periódico (durante a operação)
● extraordinário (se a marca de verificação estiver danificada,
perda do certificado de verificação, comissionamento
após armazenamento a longo prazo)
● inspeção (durante a implementação do estado
controle metrológico)
● especialista (em caso de disputas
quanto às características metrológicas, adequação
e uso correto do SIT)

43. Seção 1 Metrologia Aula 5 Garantindo a unidade e a precisão necessária das medições

Todos os ME, que estão em operação e para os quais
sujeitos à supervisão metrológica do Estado.
A verificação também está sujeita a padrões de trabalho, instrumentos de medição exemplares e esses meios
que são usados ​​durante os testes de estado e
certificação estadual do SIT.
A verificação é feita:
● órgãos territoriais do Padrão Estadual da Ucrânia credenciados para
o direito de conduzi-lo;
● serviços metrológicos credenciados de empresas e organizações.
Os resultados da verificação são documentados.
5.3 Calibração do MEMS
Calibração da determinação SIT sob condições apropriadas ou
controle das características metrológicas do ME, em
que não são cobertos pelo estado
supervisão metrológica.

44. Seção 1 Aula 5 de Metrologia Garantindo a unidade e a precisão necessária das medições

Tipos de calibração:
● metrológico (realizado pelo
laboratório);
● técnico (realizado pelo experimentador).
Funções de calibração metrológica:
● determinação de valores reais de metrológicos
características do SIT;
● determinação e confirmação da adequação do ME para uso.
Função de calibração técnica:
● determinação dos valores reais de características individuais
Sente-se imediatamente antes de usá-lo nas medições.
A necessidade de calibração na operação de ME, que não são
amplia a fiscalização metrológica estadual,
definido por seu usuário.
A calibração metrológica é realizada por laboratórios credenciados.
A calibração técnica é realizada pelo usuário do ME.

45. Metrologia, padronização e certificação no setor de energia elétrica

METROLOGIA
ESTANDARDIZAÇÃO
QUALIDADE
Aula 6 Noções básicas de qualimetria especializada
CERTIFICAÇÃO
1. Avaliação da qualidade do produto.
2. Métodos especializados para determinar
indicadores de qualidade.
3. Métodos para obtenção de laudos periciais.
4. Processamento de dados de avaliação pericial.

46. ​​Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

6.1 Avaliação da qualidade do produto
Avaliação qualimétrica da qualidade do produto.
A qualidade do produto é uma propriedade multidimensional do produto, generalizada
características de suas propriedades de consumo;
quantidade não física, estimada
indicadores de qualidade.
Avaliação de qualidade versus indicadores de qualidade versus indicadores
produtos exemplares.
Nível de qualidade:
● quantidade física (medida por métodos de medição);
● quantidade não física (estimada por métodos especializados).
Indicadores de qualidade:
● solteiro;
● complexo (formado a partir de um único).

47. Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

Indicadores abrangentes:
● nível único;
● multinível;
● generalizado.
Formação de indicadores complexos:
● de acordo com a dependência funcional conhecida;
● de acordo com a dependência aceita por acordo;
● de acordo com o princípio da média ponderada:
n
- média aritmética ponderada:
Q ciQi
;
eu 1
n
– média geométrica ponderada:
Q
n
Cі - coeficientes de peso: geralmente
c
eu 1
eu
ci
Q
eu
eu 1
n
c
eu
eu 1
1
.
.

48. Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

6.2 Métodos especializados para determinar indicadores de qualidade
Métodos especializados quando as medições não são possíveis ou
economicamente injustificada.
Especialista
métodos
Organoléptico
método
Sociológico
método
Método organoléptico para determinar as propriedades de um objeto usando
órgãos dos sentidos humanos
(visão, audição, tato, olfato, paladar).
O método sociológico de determinar as propriedades de um objeto baseado em
pesquisas em massa da população ou seus grupos
(cada indivíduo atua como um especialista).

49. Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

A avaliação de especialistas é o resultado de uma avaliação aproximada.
Para aumentar a confiabilidade da avaliação, o método de avaliação em grupo
(comitê de especialistas).
Formação de uma comissão de especialistas por meio de testes
(teste de competência).
As condições necessárias:
● consistência das avaliações dos especialistas;
● independência das avaliações dos especialistas.
O tamanho do grupo de especialistas é ≥ 7 e ≤ 20 pessoas.
Verificando a consistência das estimativas
ao formar um grupo de especialistas:
● de acordo com a consistência das avaliações
(critério de Smirnov);
● de acordo com o coeficiente de concordância.

50. Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

1. Verificação da consistência das estimativas dos especialistas pelo critério de Smirnov β
Valor médio aritmético da pontuação
m é o número de especialistas;
Estimativas de RMS
S
~ 2
Q
Q
eu)
m 1
.
Uma estimativa é considerada consistente se
~
Q
qi
~
QiQ
S
m
,
.
2. Verificação da consistência das estimativas de especialistas sobre o coeficiente de concordância
Razão de concordância
C
12S
m 2 (n 3 n)
n é o número de fatores avaliados (propriedades do produto).
As estimativas são consistentes se
(n 1) tW 2
χ2 – critério de ajuste (quantil de distribuição χ2)

51. Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

6.3 Métodos de obtenção de opiniões de especialistas
Tarefas de avaliação:
● classificação de objetos homogêneos por grau
a gravidade de um determinado indicador de qualidade;
● avaliação quantitativa de indicadores de qualidade
em unidades arbitrárias ou coeficientes de peso.
Construindo uma série ranqueada:
a) emparelhamento de todos os objetos
(“mais” - “menos”, “melhor” - “pior”);
b) compilar uma série classificada
(em pontuações de comparação ascendentes ou descendentes).
Avaliação pericial quantitativa em frações de uma unidade ou pontos.
A principal característica da escala de pontuação é o número de gradações
(pontos de avaliação).
Escalas de 5, 10, 25 e 100 pontos são usadas.

52. Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

Um exemplo de construção de uma escala de pontuação.
1) é estabelecida a avaliação global máxima dos produtos nos pontos Qmax;
2) cada indicador de qualidade individual recebe um peso
coeficiente ci;
3) de acordo com ci , com base em Qmax, defina a pontuação máxima
cada indicador Qi max = сi Qmax ;
4) os descontos são definidos a partir da estimativa ideal do indicador ao reduzir
ki de qualidade;
5) uma pontuação é determinada para cada indicador Qi = ki сi Qmax ;
6) a avaliação geral dos produtos em pontos é determinada
n
QΣ =
Q
eu 1
eu
;
7) com base nas pontuações possíveis, determine o número de graus
qualidade (categorias, variedades).

53. Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

6.4 Tratamento de dados de revisão por pares
1. Verificando a homogeneidade da matriz de estimativas pela estimativa total de ranks:
R Rij
j 1 eu 1
n
m
2
j = 1, 2, 3 … n – número de classificação;
I = 1, 2, 3 … m – número do perito;
Rij - classificações atribuídas por cada especialista.
Uma matriz é considerada homogênea se RΣ ≥ Rcr
(avaliação crítica Rcr de acordo com a tabela para Rd = 0,95).
Se a condição não for atendida, reavaliar ou
formação de um novo grupo de especialistas.
2. Construindo uma série ranqueada
m
Rj
m
Ri1; ........ Rin
eu 1
eu 1

54. Seção 1 Metrologia Aula 6 Fundamentos de qualimetria especializada

Tabela de estimativa Rkr para probabilidade de confiança Рd = 0,95
Número de especialistas
Número de classificações
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
M (multiplicador)
10
100
100
100
100
100
100
Rcr = k (m, n) M.

55. Metrologia, padronização e certificação no setor de energia elétrica

METROLOGIA
ESTANDARDIZAÇÃO
QUALIDADE
Aula 7 Serviço Metrológico
CERTIFICAÇÃO
1. Estado metrológico
sistema ucraniano.
2. Serviço metrológico da Ucrânia.
3. Organizações internacionais e regionais de metrologia.

56. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

7.1 Sistema metrológico estatal da Ucrânia
Sistema metrológico estatal da Ucrânia:
● marco legal;
● serviço metrológico.
● implementação de uma política técnica unificada na área de metrologia
● proteção dos cidadãos e da economia nacional das consequências
resultados de medição não confiáveis
● economizando todos os tipos de recursos materiais
Funções ● elevar o nível de pesquisa fundamental e científica
GMSU
desenvolvimentos
● garantir a qualidade e competitividade do mercado nacional
produtos
● criação de normas científicas, técnicas, regulatórias e organizacionais
bases para garantir a uniformidade das medições no estado

57. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

Base legislativa do sistema metrológico da Ucrânia
● lei da Ucrânia "Sobre metrologia e atividade metrológica"
● padrões estaduais da Ucrânia (DSTU);
● padrões e especificações da indústria;
● regulamento padrão sobre serviços metrológicos de autoridades centrais
poder executivo, empresas e organizações.

● sistema metrológico estadual
● aplicação, reprodução e armazenamento de unidades de medida
● aplicação de ME e uso de resultados de medição
● estrutura e atividades dos estados e departamentos
Principal
serviços metrológicos
provisões
● metrológica estadual e departamental
lei
controle e supervisão
● organização de testes estaduais, metrológicos
certificação e verificação de equipamentos de medição
● financiamento de atividades metrológicas

58. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

Documentos normativos sobre metrologia
● Desenvolvimento e aprovação de documentos normativos sobre metrologia
realizado de acordo com a lei.

Gospotrebstandart da Ucrânia são vinculativos
autoridades executivas centrais e locais, órgãos
autogoverno local, empresas, organizações, cidadãos -
entidades empresariais e estrangeiras
fabricantes.
● Requisitos de documentos normativos sobre metrologia, aprovados
autoridades executivas centrais são obrigatórias
para execução por empresas e organizações relacionadas ao campo
gestão desses órgãos.
● Empresas e organizações podem desenvolver e aprovar em
em seu campo de atividade documentos sobre metrologia, que
especificar os padrões regulatórios aprovados pelos Padrões Estatais do Consumidor da Ucrânia
documentos e não os contradiz.
Lei da Ucrânia "Sobre metrologia e atividade metrológica"

59. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

7.2 Serviço Metrológico da Ucrânia
Serviço Metrológico da Ucrânia:
● serviço metrológico estadual;
● serviço metrológico departamental.
O Serviço Metrológico do Estado organiza, implementa e
coordena as atividades para garantir a uniformidade das medições.
● Comitê Estadual de Regulamentação Técnica e
política do consumidor (Gospotrebstandart da Ucrânia)
● centros metrológicos científicos estaduais
● órgãos metrológicos territoriais de Gospotrebstandart
Estrutura ● Serviço público de tempo comum e referência
HMS
frequências
● Serviço Estadual de Materiais de Referência de Substâncias e
materiais
● Dados de referência padrão de serviço público em
constantes físicas e propriedades de substâncias e materiais

60. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

Principais funções do HMS:
● desenvolvimento de projetos científicos, técnicos, legislativos e organizacionais
Noções básicas de suporte metrológico
● desenvolvimento, melhoria e manutenção da base de referência
● desenvolvimento de documentos regulatórios para garantir a uniformidade das medições
● padronização de normas e regras para suporte metrológico
● criação de sistemas para transferência de tamanhos de unidades de medidas
● desenvolvimento e certificação de procedimentos de medição
● organização da verificação do estado e calibração do ME
● controle metrológico estadual e supervisão da produção e
o uso de ME, o cumprimento das normas e regras metrológicas
● garantir a unidade das medições de tempo e frequência e determinar
Parâmetros de rotação da Terra
● desenvolvimento e implementação de amostras padrão de composição e propriedades
substâncias e materiais
● desenvolvimento e implementação de dados de referência padrão em física
constantes e propriedades de substâncias e materiais

61. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

Serviço metrológico departamental:
● autoridades executivas centrais (ministérios, departamentos);
● associações empresariais;
● empresas e organizações;
● garantir a uniformidade das medições no campo de suas atividades
● desenvolvimento e implementação de métodos de medição modernos,
SIT, amostras padrão da composição e propriedades de substâncias e
materiais
Principal
funções
Marinha
● organização e implementação de departamentos
controle metrológico e supervisão
● desenvolvimento e certificação de métodos de medição,
certificação metrológica, verificação e calibração de instrumentos de medição
● organização e realização de testes estaduais,
verificação departamental, calibração e reparo de ME
● organização de suporte metrológico para testes e
certificação do produto
● realização de acreditação de medição e calibração
laboratórios

62. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

● Os serviços metrológicos de empresas e organizações são criados com
o objetivo de organizar e realizar trabalhos de apoio metrológico
desenvolvimento, produção, teste, uso de produtos.
● O serviço metrológico da empresa e organização inclui
divisão metrológica e (ou) outras divisões.
● Trabalhos para garantir a uniformidade das medições estão entre os principais
tipos de trabalho, e subdivisões do serviço metrológico - aos principais
departamentos de produção.
Modelo de regulamento sobre serviços metrológicos de
autoridades executivas, empresas e organizações
Pelo direito de conduzir:
● testes de estado,
● verificação e calibração de ME,
● certificação de métodos de medição,
● medições responsáveis
acreditação

63. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

7.3 Organizações internacionais e regionais de metrologia
Principais organizações metrológicas internacionais:
● Organização Internacional de Pesos e Medidas;
● Organização Internacional de Metrologia Legal;
● Comissão Eletrotécnica Internacional.
Organização Internacional de Pesos e Medidas (OIPM)
(criado com base na Convenção Métrica de 1875, 48 países participantes).
Órgão Supremo: Conferência Geral de Pesos e Medidas.
Órgão Diretivo: Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM):
Composição: 18 maiores físicos e metrologistas do mundo;
Estrutura: 8 Comitês Consultivos:
- na eletricidade,
- termometria,
- definição do medidor,
- a definição de um segundo,
- por unidades de quantidades físicas, etc.

64. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

No CIPM International Bureau of Weights and Measures (BIPM)
Principais tarefas do BIPM:
● preservação de padrões internacionais de unidades e comparação com eles
normas nacionais;
● aperfeiçoamento do sistema métrico de medidas;
● coordenação das atividades de metrologia nacional
organizações.
Organização Internacional de Metrologia Legal (OIML)
(desde 1956, mais de 80 países participantes).
Órgão Supremo: Conferência Legislativa Internacional
metrologia.
Órgão líder: Comitê Legislativo Internacional
metrologia (ICML).
Sob ICML Bureau Internacional de Metrologia Legal.

65. Seção 1 Metrologia Aula 7 Serviço Metrológico

Objetivos da OIML:
● estabelecer a uniformidade das medições em nível internacional;
● garantir a convergência de resultados de medição e pesquisa em
diferentes países para atingir as mesmas características do produto;
● desenvolvimento de recomendações para avaliar incertezas de medição,
teoria de medições, métodos de medição e verificação de EM, etc.;
● Certificação SIT.
Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC)
(desde 1906, 80 países participantes) principal organismo internacional
sobre a normalização no domínio da engenharia eléctrica, da radioelectrónica e das comunicações
e certificação de produtos eletrônicos.
Principais organizações regionais
COOMET -
organização metrológica dos países do centro e do leste
Europa (incluindo Ucrânia);
EUROMET é a organização metrológica da UE;
VELMET - Associação Europeia de Metrologia Legal;
EAL-
Associação Europeia de Dimensionamento. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO DA REGIÃO DE NIZHNY NOVGOROD

GBPOU "URENSK INDUSTRIAL AND ENERGY COLLEGE"

Concordou:

no conselho metodológico

T.I. Solovieva

"____" ______________ 201 g

Eu aprovo:

Vice-diretor do SD

T.A. Maralová

"____" ______________ 201 g

Programa de trabalho da disciplina

OP.03. Metrologia, padronização, certificação

por especialidade 13.02.07 Fonte de alimentação (por indústria)

Uren

Programa de trabalho da disciplina acadêmica OP.03. Metrologia, padronização, certificação foi desenvolvida com base na Norma Educacional Estadual Federal (doravante FSES) na especialidade de ensino profissional secundário (doravante denominada SVE) 13.02.07 Fornecimento de energia (por indústria) de um grupo ampliado de especialidades 13.00.00 Engenharia eléctrica e térmica.

Desenvolvedor da organização: GBPOU "Escola Técnica Industrial e de Energia de Urensk"

Desenvolvedores: Ledneva Marina Mikhailovna,

professor especial disciplinas,

GBPOU "Escola Técnica Industrial e de Energia de Urensk".

Considerado:

MO de trabalhadores pedagógicos

disciplinas especiais

№ 1 a partir de28 de agosto 2017

Chefe do Ministério da Defesa _________

CONTENTE

1. PASSAPORTE DO PROGRAMA DA DISCIPLINA EDUCACIONAL

OP .03. Metrologia, padronização, certificação

1.1 Escopo do programa de exemplo

O programa de trabalho da disciplina faz parte do programa principal de formação profissional de acordo com a Norma Educacional Estadual Federal na especialidade SPO 13.02.07 Fornecimento de energia (por indústria) de um grupo ampliado de especialidades 13.00.00 Engenharia elétrica e térmica.

1.2 O lugar da disciplina acadêmica na estrutura do principal programa de educação profissional: disciplina acadêmica OP.03. Metrologia, padronização, certificaçãoinseridos no ciclo profissional,é umprofissional geraloh disciplinas oh.

1.3 Metas e objetivos da disciplina acadêmica - requisitos para os resultados do domínio da disciplina:

O resultado do domínio da disciplina acadêmica é o domínio do tipo de atividade profissional pelos alunos, incluindo a formação de competências profissionais (PC) e gerais (OK): OK 1-9, PC 1.1 - 1.5, 2.1 - 2.6, 3.1 - 3.2.

OK1. Compreenda a essência e o significado social de sua futura profissão, demonstre um interesse constante por ela.

OK2. Organizar suas próprias atividades, escolher métodos e métodos típicos para realizar tarefas profissionais, avaliar sua eficácia e qualidade.

OK 3. Tome decisões em situações padrão e não padronizadas e seja responsável por elas.

OK 4. Busque e utilize as informações necessárias para a efetiva execução das tarefas profissionais, desenvolvimento profissional e pessoal.

OK 5. Utilizar as tecnologias de informação e comunicação nas atividades profissionais.

OK 6. Trabalhe em equipe e em equipe, comunique-se eficazmente com colegas, gerentes, consumidores.

OK 7. Assuma a responsabilidade pelo trabalho dos membros da equipe (subordinados), resultado da conclusão de tarefas.

OK 8. Determinar independentemente as tarefas de desenvolvimento profissional e pessoal, envolver-se em auto-educação, planejar conscientemente treinamento avançado.

OK 9. Navegue em condições de mudança frequente de tecnologias na atividade profissional.

PC 1.2. Realizar os principais tipos de manutenção de transformadores e conversores de energia elétrica.

PC 1.3. Executar os principais tipos de trabalhos de manutenção de equipamentos de manobra de instalações elétricas, sistemas de proteção de relés e sistemas automatizados.

PC 1.4. Executar trabalhos básicos de manutenção em linhas de energia aéreas e a cabo.

PC 1.5. Desenvolver e executar documentação tecnológica e de relatórios.

PC 2.2. Localizar e reparar danos no equipamento.

PC 2.3. Efetuar reparos elétricos.

PC 2.4. Estime o custo da execução do trabalho de reparo de dispositivos de alimentação.

PC 2.5. Verificar e analisar a condição dos dispositivos e instrumentos utilizados no reparo e ajuste dos equipamentos.

PC 2.6. Efetuar ajustes e ajustes de dispositivos e dispositivos para reparo de equipamentos de instalações e redes elétricas.

PC 2.1. Planejar e organizar os trabalhos de manutenção dos equipamentos.

PC 3.1. Garantir a produção segura de trabalhos programados e emergenciais em instalações e redes elétricas.

PC 3.2. Preparar documentação sobre proteção do trabalho e segurança elétrica durante a operação e reparo de instalações e redes elétricas.

ser capaz de:

aplicar os requisitos dos documentos normativos aos principais tipos de produtos (serviços) e processos;

Como resultado do domínio da disciplina acadêmica, o aluno deveconhecer :

formulários de garantia de qualidade

a carga horária máxima de estudo de um aluno é de 96 horas, incluindo:

carga horária obrigatória em sala de aula do aluno 64 horas;

trabalho independente do aluno 32 horas.

2. ESTRUTURA E CONTEÚDO DA DISCIPLINA EDUCACIONAL

2.1 O escopo da disciplina acadêmica e os tipos de trabalho educacional

trabalhos de laboratório

trabalho prático

Trabalho independente do aluno (total)

32

Incluindo:

trabalho extracurricular

tarefas individuais

Exame final na forma deexame

Plano Temático e o conteúdo da disciplina acadêmica OP.03. Metrologia, normalização e certificação

Nome das seções e tópicos

O conteúdo do material didático, laboratório e trabalho prático, trabalho independente dos alunos, trabalhos de conclusão de curso (projeto)

Assistir volume

Competências aprendidas

Nível de desenvolvimento

1

2

3

4

5

Seção 1. Metrologia

44

Tópico 1.1

Fundamentos da teoria das medidas

6

Principais características das medições. O conceito de grandeza física. O valor das unidades físicas. Quantidades físicas e medidas. Padrões e instrumentos de medição exemplares.

OK 1-9

PC 1.1-1.5

PC 2.1-2.6

PC 3.1-3.2

Tópico 1.2

Medindo instrumentos

16

Instrumentos de medição e suas características. Classificação dos instrumentos de medição.

OK 1-9

PC 1.1-1.5

PC 2.1-2.6

PC 3.1-3.2

Características metrológicas dos instrumentos de medição e sua regulação. Suporte metrológico e seus fundamentos.

Trabalho independente

Escreva um resumo da compilação de um bloco de medidas do tamanho necessário.

Tema 1.3Garantia metrológica de medições

22

A escolha dos instrumentos de medição. Métodos para determinar e contabilizar erros. Processamento e apresentação dos resultados das medições.

OK 1-9

PC 1.1-1.5

PC 2.1-2.6

PC 3.1-3.2

Laboratório nº 1 : Identificação de erros de medição.

Laboratório nº 2: O dispositivo e aplicação de instrumentos de medição para fins especiais.

Laboratório nº 3: Medir as dimensões das peças usando blocos de medição.

Laboratório nº 4: Medindo os parâmetros das peças com a ajuda de hastes - ferramentas.

Laboratório nº 5 : Medição dos parâmetros de peças usando um micrômetro.

Laboratório nº 6: Configurando instrumentos para medir grandezas elétricas.

Trabalho independente

Escreva um resumo descrevendo os parâmetros para selecionar peças.

Demonstrações:

Um computador.

Projetor.

Dispositivos:

Calibre ШЦ-I-150-0.05.

Micrômetro liso MK25.

Micrômetro de alavanca MP25.

Conjunto KMD nº 2 classe 2 .

Pôsteres:

Classificação de instrumentos de medição

Características metrológicas dos instrumentos de medição:

a) Função de transformação.

b) O mecanismo de formação dos erros principais e adicionais do SI.

c) Dependência do erro MI no nível do sinal de entrada.

d) Erros básicos e classes de precisão do SI de acordo com GOST 8.401-80.

Cartazes: incertezas de medição

1. Distribuição normal de erros aleatórios.

2. Estimação intervalar do erro aleatório.

3. Lei de distribuição normal na presença de um erro sistemático.

4. Determinação do intervalo de confiança pela função de distribuição integral do erro.

5. Sistematização de erros.

Seção 2. Noções básicas de padronização

30

Tópico 2.1 Sistema de padronização estadual

14

Documentos normativos sobre normalização, suas categorias. Tipos de padrões. Classificadores totalmente russos. Requisitos e procedimento para o desenvolvimento de padrões.

OK 1-9

PC 1.1-1.5

PC 2.1-2.6

PC 3.1-3.2

Laboratório nº 7: Estudando a construção da norma.

Laboratório nº 8: Construindo uma lista de objetos e assuntos de padronização.

Trabalho independente

Desenhe um esquema para construir séries paramétricas.

Tópico 2.2Indicadores de qualidade do produto

16

1 .

Classificação das instalações de alojamento. Métodos de padronização.

OK 1-9

PC 1.1-1.5

PC 2.1-2.6

PC 3.1-3.2

Métodos para determinação de indicadores de qualidade. Normas fundamentais do estado.

Laboratório nº 9: Determinação da qualidade de produtos de fornecimento de energia.

Trabalho independente

escreva um ensaio sobre o tema "A qualidade dos materiais e produtos elétricos".

Demonstrações:

Um computador.

Projetor.

Pôsteres:

As principais disposições do sistema estadual de padronização (SSS).

Bases jurídicas da normalização.

Estrutura organizacional da organização internacional para padronização ISO.

Determinar o nível ideal de unificação e padronização.

Responsabilidade do fabricante, executante, vendedor por violação dos direitos do consumidor.

Estrutura de blocos das principais disposições da "Lei de Protecção dos Direitos do Consumidor".

Seção 3 Noções básicas de certificação e licenciamento

22

Tópico 3.1

Conceitos gerais de certificação

6

Objetos e finalidades da certificação. condições para a certificação.

Tópico 3.2 Sistema de certificação

Conteúdo do material educativo

16

O conceito de qualidade do produto. Proteção dos direitos do consumidor. Esquema de Certificação.

Certificação obrigatória. Certificação voluntária.

Laboratório nº 10: O procedimento para apresentação de reclamações de qualidade do produto.

Trabalho independente

Escreva um resumo - requisitos para certificação obrigatória de produtos.

Demonstrações:

Um computador.

Projetor.

Pôsteres:

Total:

64

32

3. CONDIÇÕES PARA A IMPLEMENTAÇÃO DA DISCIPLINA EDUCACIONAL

3.1 Requisitos logísticos mínimos

A implementação do programa da disciplina académica exige a presença de uma sala de estudos "Metrologia, normalização e certificação".

Equipamento da sala de estudo

vagas pelo número de alunos;

local de trabalho do professor;

um conjunto de documentação educacional e metodológica;

auxílios visuais (tabelas GOST, livros didáticos e auxiliares de ensino).

Auxiliares de treinamento técnico

computador com programas licenciados;

projetor;

ferramenta de medição (paquímetros, micrômetros, pinças, medidores - de vários tamanhos);

detalhes de unidades e mecanismos adequados para medições;

instrumentos de medição de grandezas elétricas.

3.2 Suporte de informação de treinamento

Principais fontes:

1. Metrologia, normalização e certificação no setor energético: manual. bolsa para estudantes. Instituições Prof. Educação / (S.A. Zaitsev, A.N. Tolstov, D.D. Gribanov, R.V. Merkulov). - M.: Centro Editorial "Academia", 2014. - 224 p.

2. Coleção de atos normativos da Federação Russa, - M .: EKMOS, 2006 (certificado pelo Ministério da Educação e Ciência) (versão eletrônica)

Fontes adicionais:

Gribanov D. D. Fundamentos de metrologia: livro didático / D.D. Gribanov, S.A. Zaitsev, A.V. Mitrofanov. - M. : MSTU "MAMI", 1999.

Gribanov D. D. Fundamentos da certificação: livro didático. subsídio / D.D. Gribanov - M.: MSTU "MAMI", 2000.

Gribanov D. D. Fundamentos de padronização e certificação: livro didático. subsídio / D.D. Gribanov, S.A. Zaitsev, A.N. Tolstov. - M. : MSTU "MAMI", 2003.

Recursos da Internet:

1. Ministério da Educação da Federação Russa. Modo de acesso: http://www.ed.gov.ru

2. Portal federal "educação russa". Modo de acesso: http://www.edu.ru

3. Motor de busca russo. Modo de acesso: http://www.rambler.ru

4. Motor de busca russo. Modo de acesso: http://www.yandex.ru

5. Motor de busca internacional. Modo de acesso: http://www.Google.ru

6. Biblioteca eletrônica. Modo de acesso: http;//www.razym.ru

4. Acompanhamento e avaliação dos resultados do domínio da Disciplina EDUCACIONAL

Monitoramento e avaliação os resultados do domínio da disciplina académica são levados a cabo pelo docente no processo de realização de aulas práticas e trabalhos laboratoriais, testes, bem como na realização de tarefas individuais pelos alunos.

Resultados de Aprendizagem

(habilidades aprendidas, conhecimento adquirido)

Formas e métodos de monitoramento e avaliação de resultados de aprendizagem

Habilidades:

utilizar a documentação do sistema de qualidade nas atividades profissionais;

elaborar documentação tecnológica e técnica de acordo com o quadro regulamentar vigente;

trazer valores de medição não sistêmicos de acordo com os padrões atuais e o sistema internacional de unidades SI;

aplicar os requisitos dos documentos regulatórios aos principais tipos de produtos (serviços) e processos.

Resolução de situações industriais durante as aulas práticas e laboratoriais.

Trabalho independente extracurricular.

Conhecimento:

tarefas de padronização, sua eficiência econômica;

as principais disposições de sistemas (complexos) de normas técnicas e organizativas e metodológicas gerais;

conceitos básicos e definições de metrologia, normalização, certificação e documentação de sistemas de qualidade;

terminologia e unidades de medida de acordo com as normas vigentes e o sistema internacional de unidades SI;

formulários de garantia de qualidade.

Questionamento oral, observação pericial nas aulas práticas, trabalho independente extracurricular.

A avaliação das realizações educacionais individuais com base nos resultados do controle atual é realizada de acordo com a escala universal (tabela).

A Constituição da Federação Russa (artigo 71) estabelece que os padrões, padrões, o sistema métrico e o cálculo do tempo estão sob a jurisdição da Federação Russa. Assim, essas disposições da Constituição da Federação Russa fixam o gerenciamento centralizado das principais questões da metrologia legal (unidades de quantidades, padrões e outras bases metrológicas relacionadas a eles). Nessas questões, o direito exclusivo pertence aos órgãos legislativos e órgãos governamentais estaduais da Federação Russa. Em 1993, foi adotada a Lei da Federação Russa "Sobre Garantir a Uniformidade das Medidas", que define:

• conceitos metrológicos básicos (uniformidade de medidas, instrumento de medição, padrão de unidade de medida, documento normativo para assegurar a uniformidade de medidas, serviço metrológico, controle e supervisão metrológica, verificação de instrumentos de medição, calibração de instrumentos de medição e outros);
• a competência do Padrão Estadual da Rússia no campo de garantir a uniformidade das medições;
• a competência e estrutura do Serviço Metrológico do Estado e demais serviços do Estado para garantir a uniformidade das medições;
• serviços metrológicos de órgãos governamentais estaduais da Federação Russa e entidades legais (empresas, organizações);
• disposições básicas sobre unidades de quantidade do Sistema Internacional de Unidades, adotadas pela Conferência Geral de Pesos e Medidas;
• tipos e escopo de controle e supervisão metrológica;
• direitos, deveres e responsabilidades dos inspetores estaduais para garantir a uniformidade das medições;
• obrigatoriedade da criação de serviços metrológicos de pessoas jurídicas que utilizem instrumentos de medição nas áreas de distribuição de controle e fiscalização estatal;
• condições para o uso de instrumentos de medição nas áreas de distribuição de controle e supervisão do estado (aprovação de tipo, verificação);
• requisitos para realizar medições de acordo com métodos certificados;
• disposições básicas de calibração e certificação de instrumentos de medição;
• fontes de financiamento para o trabalho para garantir a uniformidade das medições.

Consideremos alguns artigos desta lei em relação ao setor energético de habitação e serviços comunitários. Este é o artigo 12 e 13 da lei. Com base nos artigos 12 e 13 da lei, todos os instrumentos de medição utilizados nas salas de caldeiras estão sujeitos a verificação obrigatória e devem ser certificados da forma prescrita. Conforme demonstrado pelas inspeções do estado e uso dos instrumentos de medição na prestação de serviços habitacionais e comunitários, realizadas no 4º trimestre de 2001 por inspetores do Saratov STSSM, 60% dos instrumentos de medição não são adequados para operação, e isso está no auge da estação de aquecimento. Além disso, alguns dos instrumentos de medição não encontraram um proprietário. Os empreendimentos não possuem serviço metrológico ou responsáveis ​​pelo suporte metrológico, não há listas de instrumentos de medição utilizados, não há cronogramas de verificação dos instrumentos de medição. Os chefes das empresas inspecionadas receberam instruções do inspetor-chefe do estado para eliminar comentários, mas até agora as violações não foram eliminadas. Pelo não cumprimento das instruções, os chefes das empresas serão responsabilizados administrativamente na forma de multa de até 10.000 rublos. O chefe da empresa é responsável pela correta atribuição de instrumentos de medição à esfera de controle e supervisão estatal. Listas específicas de instrumentos de medição a serem verificados são compiladas por empresas que usam instrumentos de medição e aprovadas pelos órgãos territoriais do Padrão Estadual da Rússia. Com base nessa lista, o proprietário dos instrumentos de medição elabora um cronograma de verificação e concorda com o órgão territorial do Padrão Estadual. Até o momento, as empresas de habitação e serviços comunitários não enviaram uma única lista e cronograma, violando grosseiramente a legislação da Federação Russa. GOST 51617–2000 “Habitação e serviços comunitários. Condições técnicas gerais”, que é obrigatório em toda a Federação Russa para organizações e empreendedores individuais que fornecem moradia e serviços comunitários. Pessoas jurídicas e pessoas físicas, bem como órgãos governamentais estaduais da Federação Russa, culpados de violar regras e normas metrológicas, têm responsabilidade criminal, administrativa ou civil de acordo com a legislação atual. Muitos problemas associados a garantir a uniformidade das medições e o suporte metrológico da produção poderiam ser evitados se os serviços metrológicos fossem organizados nas empresas de habitação e serviços comunitários. Considere outro artigo da lei acima, o art. 11. Na execução de trabalhos nas áreas de distribuição de controlo e fiscalização estatal, é obrigatória a criação de serviços metrológicos ou outras estruturas organizativas que assegurem a uniformidade das medições. O serviço metrológico de uma empresa, em regra, é uma unidade estrutural independente, chefiada pelo metrologista chefe, e desempenha as seguintes funções principais:

• análise do estado das medições no empreendimento;
• introdução de métodos e instrumentos de medição modernos, técnicas de medição;
• introdução de documentos metodológicos e regulamentares no domínio do apoio metrológico à produção;
• controle do desempenho dos instrumentos de medição durante sua operação (além da verificação);
• manutenção do MI em operação de acordo com as instruções da documentação operacional;
• reparação corrente de instrumentos de medição; supervisão do estado e uso dos instrumentos de medição;
• contabilidade de instrumentos de medição na empresa.

A contabilidade competente do estado dos instrumentos de medição fornece dados que fornecem:

• formação das necessidades da empresa e suas oficinas individuais em instrumentos de medição;
• formação de listas de instrumentos de medição sujeitos a verificação, incluindo baixa;
• planejar a verificação dos instrumentos de medição e fixar seus resultados;
• planejamento de reparos de instrumentos de medição;
• cálculos para verificação e reparos;
• análise do trabalho do pessoal de manutenção.

Para resolver as tarefas definidas para garantir a unidade de medição, a introdução do GOST 51617-2000 e atividades relacionadas, propomos desenvolver um programa regional de metas destinado a garantir a prestação de serviços de habitação e comunitários com os requisitos das normas relevantes, no segurança dos serviços para a vida, a saúde, a propriedade do consumidor e a proteção do meio ambiente. O Saratov Center está pronto para participar ativamente no desenvolvimento do programa direcionado. É necessário realizar um inventário dos instrumentos de medição que estão em funcionamento nas habitações e serviços comunitários. Uma questão importante é a verificação dos instrumentos de medição. Sua necessidade é determinada pela legislação da Federação Russa e pelas regras de segurança na indústria do gás. O que são precauções de segurança e quais consequências podem ser, eu acho, é desnecessário dizer. A verificação de instrumentos de medição é um conjunto de operações realizadas para determinar e confirmar a conformidade dos instrumentos de medição com os requisitos técnicos estabelecidos. O principal indicador da qualidade das medições é a precisão das medições. Sem o conhecimento da precisão da medição, é impossível avaliar a confiabilidade dos resultados do controle, garantir o controle eficaz do processo, garantir a contabilidade confiável dos recursos materiais e energéticos e tomar as decisões corretas com base nos resultados da medição. A verificação do SI é realizada pelo Saratov Center, que possui duas filiais nas cidades de Balakovo e Balashov. O resultado da verificação é a confirmação da adequação do instrumento de medição para uso ou o reconhecimento do instrumento de medição como impróprio para uso. Se o instrumento de medição, com base nos resultados da verificação, for reconhecido como adequado para uso, uma impressão da marca de verificação será aplicada a ele e (ou) um "Certificado de Verificação" será emitido. Se o instrumento de medição for reconhecido como inadequado para uso com base nos resultados da verificação, a impressão da marca de verificação será extinta, o “Certificado de verificação” será cancelado e um “Aviso de inadequação” será emitido. A verificação é realizada com base no cronograma de verificação através do intervalo de calibração, que é estabelecido durante os testes de estado e certificação dos instrumentos de medição. Como regra, o intervalo de calibração é indicado no passaporte do dispositivo. Não é permitido o uso de instrumentos de medição que não possuam selo ou marca, o prazo de verificação está vencido, há danos, a seta não retorna à divisão zero da escala quando desligada por um valor superior à metade do erro permitido para este aparelho. É proibida a operação de equipamentos de gás com instrumentação desconectada fornecida pelo projeto, intertravamentos e alarmes. Os dispositivos removidos para reparo ou verificação devem ser imediatamente substituídos por idênticos, inclusive de acordo com as condições de operação. Este ano, de acordo com as “Instruções para avaliação da prontidão dos municípios que fornecem energia às empresas, organizações, população e equipamentos sociais para o trabalho no período outono-inverno”, aquando da elaboração do “Ato de verificação da prontidão para o trabalho no período outono-inverno”, será feito um registro da presença de carimbo ou certificados de verificação de instrumentação, incl. sistemas de controle individual de contaminação por gases. De acordo com as Regras para Medição de Gás, aprovadas pelo Ministério de Combustíveis e Energia da Federação Russa em 14 de outubro de 1996, nas condições de habitação e serviços comunitários é necessário contabilizar o consumo de gás natural. A medição e contabilização da quantidade de gás é realizada de acordo com os métodos de medição, certificados da maneira prescrita. Pelos Decretos do Padrão Estadual da Rússia de 13 de fevereiro de 1996 e 2 de fevereiro de 1999, as regras de metrologia PR 50.2.019–96 “Métodos para realizar medições usando turbina e medidores rotativos” e em vez de RD 50–213–80 GOST 8.563. 1.3 "Metodologia para realização de medições com dispositivos de estreitamento" e PR 50.2.022-99, que regulamenta os requisitos para projeto, instalação, equipamentos e operação de complexos de medição (unidades de medição). A introdução destes documentos exige uma série de atividades relacionadas com o estado e aplicação das unidades de medição existentes de acordo com os requisitos estabelecidos nos documentos regulamentares acima. Como o gás é um meio compressível, todo o volume de gás consumido na Federação Russa é levado às condições normais. Portanto, é necessário controlar os parâmetros do gás, temperatura, pressão. Em regras de qualquer tipo. Consideramos necessária a instalação de um corretor eletrônico em postos de medição com alto consumo de gás. Em cada estação de medição, usando o SI, deve ser determinado o seguinte:

• horas de funcionamento da estação de medição;
• consumo e quantidade de gás em condições normais e de trabalho;
• temperatura média horária e média diária do gás;
• pressão média horária e média diária do gás.

Atenção especial deve ser dada ao projeto de unidades de medição (recém-comissionadas ou reconstruídas). As organizações de design desenvolvem projetos em desacordo com os requisitos da legislação vigente. Mesmo que Mezhraygaz tenha concordado, isso não significa que o projeto seja adequado, porque eles apenas concordarão com a localização do tie-in. Portanto, o exame metrológico da documentação técnica é necessário. Este exame pode ser feito pelo serviço metrológico das empresas ou pelo órgão do serviço metrológico estadual (Centro). Para garantir a uniformidade das medições da vazão de gás natural, é necessário:

• alinhar os instrumentos de medição e sua instalação de acordo com os requisitos dos documentos regulatórios; preste atenção ao isolamento da seção reta da tubulação onde o termômetro está instalado;
• equipar unidades de medição com instrumentos de medição para parâmetros de gás (temperatura, pressão);
• elaborar documentação técnica de acordo com o formulário anexo antes da próxima data de verificação de 2002, mas o mais tardar no início da estação de aquecimento.

Ao apresentar medidores de gás e medidores de vazão de gás para a próxima verificação, é obrigatório ter um certificado da verificação anterior e um passaporte para o complexo de medição. Descobertas:

• É necessário desenvolver um programa direcionado para garantir a unidade de medição, a introdução do GOST 51617-2000 e atividades relacionadas.
• Realizar um inventário de instrumentos de medição em empreendimentos habitacionais e de serviços comunitários.
• Organizar um serviço metrológico.
• Fornecer apresentação de gráficos e listas.
• Verifique todos os instrumentos de medição antes do início da estação de aquecimento.
• Alinhar as unidades de medição de gás natural com os requisitos das normas atuais.

Metrologia - a ciência das medições, métodos e meios para garantir a sua unidade e formas de alcançar a precisão necessária.

A metrologia é de grande importância para o progresso no campo do design, produção, ciências naturais e técnicas, pois aumentar a precisão das medições é uma das formas mais eficazes de compreensão da natureza pelo homem, descobertas e aplicação prática das conquistas das ciências exatas.

Um aumento significativo na precisão da medição tem sido repetidamente o principal pré-requisito para descobertas científicas fundamentais.

Assim, o aumento da precisão da medição da densidade da água em 1932 levou à descoberta de um isótopo pesado de hidrogênio - deutério, que determinou o rápido desenvolvimento da energia nuclear. Graças à engenhosa compreensão dos resultados de estudos experimentais sobre a interferência da luz, realizados com alta precisão e refutando a opinião anteriormente existente sobre o movimento mútuo da fonte e do receptor de luz, A. Einstein criou sua mundialmente famosa teoria da relatividade. O fundador da metrologia mundial, D.I. Mendeleev, disse que a ciência começa onde eles começam a medir. A metrologia é de grande importância para todas as indústrias, para solucionar problemas de aumento da eficiência produtiva e qualidade do produto.

Aqui estão apenas alguns exemplos que caracterizam o papel prático das medições para o país: a participação dos custos de equipamentos de medição é de cerca de 15% de todos os custos de equipamentos em engenharia mecânica e cerca de 25% em rádio-eletrônica; todos os dias no país é realizado um número significativo de medições diferentes, numeradas na casa dos bilhões, um número significativo de especialistas trabalha na profissão relacionada às medições.

O desenvolvimento moderno de ideias de design e tecnologias de todos os ramos de produção testemunham sua conexão orgânica com a metrologia. Para garantir o progresso científico e tecnológico, a metrologia deve estar à frente de outras áreas da ciência e tecnologia em seu desenvolvimento, pois para cada uma delas, medições precisas são uma das principais formas de melhorá-las.

Antes de considerar vários métodos que garantem a uniformidade das medições, é necessário definir os conceitos básicos e as categorias. Portanto, em metrologia é muito importante usar os termos corretamente, é necessário determinar o que exatamente se entende por este ou aquele nome.

As principais tarefas da metrologia para garantir a uniformidade das medições e as formas de atingir a precisão exigida estão diretamente relacionadas aos problemas de intercambialidade como um dos indicadores mais importantes da qualidade dos produtos modernos. Na maioria dos países do mundo, as medidas para garantir a uniformidade e a precisão exigida das medições são estabelecidas por lei e, na Federação Russa, em 1993, foi adotada a lei "Assegurar a uniformidade das medições".

A metrologia legal tem como principal tarefa desenvolver um conjunto de regras, requisitos e normas gerais inter-relacionadas e interdependentes, bem como outras questões que necessitam de regulamentação e controle por parte do Estado, visando garantir a uniformidade das medições, métodos progressivos, métodos e instrumentos de medição e sua precisão.

Na Federação Russa, os principais requisitos da metrologia legal estão resumidos nas Normas Estaduais da 8ª classe.

A metrologia moderna inclui três componentes:

1. Legislativo.

2. Fundamentos.

3. Prático.

metrologia legal- uma seção de metrologia que inclui conjuntos de regras gerais inter-relacionadas, bem como outras questões que necessitam de regulação e controle por parte do Estado visando garantir a uniformidade das medições e a uniformidade dos instrumentos de medição.

As questões de metrologia fundamental (metrologia de pesquisa), a criação de sistemas de unidades de medida, o desenvolvimento físico constante de novos métodos de medição estão envolvidos metrologia teórica.

As questões da metrologia prática em vários campos de atividade como resultado de pesquisas teóricas são tratadas por metrologia aplicada.

Tarefas de metrologia:

Garantir a uniformidade das medições

Definição das principais direções, desenvolvimento de suporte metrológico de produção.

Organização e realização de análises e medições de condição.

Desenvolvimento e implementação de softwares metrológicos.

Desenvolvimento e fortalecimento do serviço metrológico.

Objetos de metrologia: Instrumentos de medição, padrão, métodos para realizar medições, tanto físicas como não físicas (quantidades de produção).

A história do surgimento e desenvolvimento da metrologia.

Etapas historicamente importantes no desenvolvimento da metrologia:

século 18- estabelecendo padrão metros(a referência é armazenada em França, no Museu de Pesos e Medidas; é agora mais uma exposição histórica do que um instrumento científico);

1832 ano - criação Carl Gauss sistemas absolutos de unidades;

1875 ano - assinatura do acordo internacional Convenção de métrica;

1960 ano - desenvolvimento e estabelecimento Sistema internacional de unidades (SI);

século 20- estudos metrológicos de países individuais são coordenados por organizações metrológicas internacionais.

Vekhiotchestvenny história da metrologia:

adesão à Convenção do Metro;

1893 ano - criação D.I. Mendeleev Câmara Principal de Pesos e Medidas(nome moderno: «Instituto de Pesquisa de Metrologia em homenagem a A.I. Mendeleiev").

A metrologia como ciência e campo de prática surgiu na antiguidade. A base do sistema de medidas na antiga prática russa eram as antigas unidades de medida egípcias, e elas, por sua vez, foram emprestadas da Grécia e Roma antigas. Naturalmente, cada sistema de medidas diferia em suas próprias características, ligadas não apenas à época, mas também à mentalidade nacional.

Os nomes das unidades e seus tamanhos correspondiam à possibilidade de realizar medições por métodos "improvisados", sem recorrer a dispositivos especiais. Assim, na Rússia, as principais unidades de comprimento eram o palmo e o côvado, e o palmo servia como a principal medida russa antiga de comprimento e significava a distância entre as extremidades do polegar e do indicador de um adulto. Mais tarde, quando outra unidade apareceu - arshin - span (1/4 arshin) caiu gradualmente em desuso.

A medida côvado veio até nós da Babilônia e significava a distância da dobra do cotovelo até o final do dedo médio da mão (às vezes um punho fechado ou polegar).

Desde o século XVIII na Rússia, uma polegada, emprestada da Inglaterra (chamada "dedo"), assim como o pé inglês, começou a ser usada. Uma medida russa especial era um sazhen, igual a três côvados (cerca de 152 cm) e um sazhen oblíquo (cerca de 248 cm).

Por decreto de Pedro I, as medidas russas de comprimento foram acordadas com as inglesas, e este é essencialmente o primeiro passo para harmonizar a metrologia russa com a europeia.

O sistema métrico de medidas foi introduzido na França em 1840. A grande importância de sua adoção na Rússia foi enfatizada por D.I. Mendeleev, prevendo o grande papel da disseminação universal do sistema métrico como meio de promover a "futura desejada reaproximação dos povos".

Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, foram necessárias novas medidas e novas unidades de medida, o que por sua vez estimulou o aprimoramento da metrologia fundamental e aplicada.

Inicialmente, buscou-se na natureza o protótipo de unidades de medida, estudando macro-objetos e seu movimento. Assim, um segundo passou a ser considerado parte do período de rotação da Terra em torno de seu eixo. Gradualmente, a busca passou para o nível atômico e intra-atômico. Como resultado, as unidades "antigas" (medidas) foram refinadas e novas surgiram. Assim, em 1983, uma nova definição do metro foi adotada: este é o comprimento do caminho percorrido pela luz no vácuo em 1/299792458 de segundo. Isso se tornou possível depois que a velocidade da luz no vácuo (299792458 m/s) foi aceita pelos metrologistas como uma constante física. É interessante notar que agora, do ponto de vista das regras metrológicas, o metro depende do segundo.

Em 1988, novas constantes foram adotadas em nível internacional no campo de medidas de unidades e grandezas elétricas, e em 1989 foi adotada uma nova Escala Internacional Prática de Temperatura ITS-90.

Esses poucos exemplos mostram que a metrologia como ciência está se desenvolvendo de forma dinâmica, o que naturalmente contribui para o aprimoramento da prática de medição em todos os outros campos científicos e aplicados.

O rápido desenvolvimento da ciência, engenharia e tecnologia no século XX exigiu o desenvolvimento da metrologia como ciência. Na URSS, a metrologia se desenvolveu como uma disciplina estatal, porque a necessidade de melhorar a precisão e a reprodutibilidade das medições cresceu com a industrialização e o crescimento do complexo industrial-militar. A metrologia estrangeira também partiu dos requisitos da prática, mas esses requisitos vieram principalmente de empresas privadas. Uma consequência indireta dessa abordagem foi a regulamentação estatal de vários conceitos relacionados à metrologia, ou seja, GOST qualquer coisa que precise ser padronizada. No exterior, essa tarefa foi realizada por organizações não governamentais, por exemplo, ASTM. Devido a essa diferença na metrologia da URSS e das repúblicas pós-soviéticas, os padrões estaduais (padrões) são reconhecidos como dominantes, em contraste com o ambiente competitivo ocidental, onde uma empresa privada pode não usar um padrão ou dispositivo mal comprovado e concordar com seus parceiros em mais uma opção para certificar a reprodutibilidade das medições.

Objetos de metrologia.

As medições como objeto principal da metrologia estão associadas tanto a grandezas físicas quanto a grandezas relacionadas a outras ciências (matemática, psicologia, medicina, ciências sociais, etc.). A seguir, serão considerados os conceitos relacionados às grandezas físicas.

Quantidade física . Esta definição significa uma propriedade que é qualitativamente comum a muitos objetos, mas quantitativamente individual para cada objeto. Ou, seguindo Leonhard Euler, "uma quantidade é tudo o que pode aumentar ou diminuir, ou aquilo ao qual algo pode ser adicionado ou do qual pode ser retirado".

Em geral, o conceito de “valor” é multiespécies, ou seja, não se refere apenas a grandezas físicas que são objetos de medição. As quantidades incluem a quantidade de dinheiro, ideias, etc., uma vez que a definição de magnitude é aplicável a essas categorias. Por esta razão, nas normas (GOST-3951-47 e GOST-16263-70) é dado apenas o conceito de "quantidade física", ou seja, uma quantidade que caracteriza as propriedades dos objetos físicos. Na tecnologia de medição, o adjetivo "físico" geralmente é omitido.

Unidade de quantidade física - uma grandeza física que, por definição, recebe um valor igual a um. Referindo-se mais uma vez a Leonhard Euler: "É impossível determinar ou medir uma quantidade senão tomando como conhecida outra quantidade do mesmo tipo e indicando a razão em que está para ela." Em outras palavras, para caracterizar qualquer quantidade física, deve-se escolher arbitrariamente alguma outra quantidade do mesmo tipo como unidade de medida.

Medir - um suporte do tamanho de uma unidade de quantidade física, ou seja, um instrumento de medição projetado para reproduzir a quantidade física de um determinado tamanho. Exemplos típicos de medidas são pesos, fitas métricas, réguas. Em outros tipos de medidas, as medidas podem ter a forma de um prisma, substâncias com propriedades conhecidas, etc. Ao considerar certos tipos de medidas, nos deteremos especificamente no problema de criar medidas.

O conceito de um sistema de unidades. Unidades fora do sistema. Sistemas naturais de unidades.

Sistema de unidades - um conjunto de unidades básicas e derivadas relacionadas a um determinado sistema de quantidades e formadas de acordo com princípios aceitos. O sistema de unidades é construído com base em teorias físicas que refletem a interligação de grandezas físicas existentes na natureza. Ao determinar as unidades do sistema, essa sequência de relações físicas é selecionada na qual cada expressão a seguir contém apenas uma nova quantidade física. Isto permite definir a unidade de uma grandeza física através de um conjunto de unidades previamente definidas e, finalmente, através das unidades principais (independentes) do sistema (ver. Unidades de grandezas físicas).

Nos primeiros Sistemas de Unidades, as unidades de comprimento e massa foram escolhidas como as principais, por exemplo, no Reino Unido, o pé e a libra inglesa, na Rússia, o arshin e a libra russa. Esses sistemas incluíam múltiplos e submúltiplos, que tinham seus próprios nomes (jarda e polegada - no primeiro sistema, sazhen, vershok, pé e outros - no segundo), devido aos quais um conjunto complexo de unidades derivadas foi formado. A inconveniência na esfera do comércio e da produção industrial associada à diferença nos sistemas nacionais de unidades levou à ideia de desenvolver o sistema métrico de medidas (século XVIII, França), que serviu de base para a unificação internacional das unidades de comprimento (metro) e massa (quilograma), bem como as unidades derivadas mais importantes (área, volume, densidade).

No século 19, K. Gauss e V.E. Weber propôs um sistema de unidades para grandezas elétricas e magnéticas, que Gauss chamou de absoluto.

Nele, o milímetro, o miligrama e o segundo foram tomados como unidades básicas, e as unidades derivadas foram formadas de acordo com as equações de conexão entre as grandezas em sua forma mais simples, ou seja, com coeficientes numéricos iguais a um (tais sistemas eram posteriormente chamado de coerente). Na 2ª metade do século XIX, a British Association for the Advancement of Sciences adotou dois sistemas de unidades: CGSE (eletrostática) e CGSM (eletromagnética). Este foi o início da formação de outros Sistemas de Unidades, em particular, o sistema CGS simétrico (que também é chamado de sistema Gaussiano), o sistema técnico (m, kgf, sec; ver. Sistema de unidades MKGSS),Sistema de unidades MTS outro. Em 1901, o físico italiano G. Giorgi propôs um Sistema de Unidades baseado no metro, quilograma, segundo e uma unidade elétrica (o ampère foi posteriormente escolhido; veja abaixo). Sistema de unidades MKSA). O sistema incluía unidades que se tornaram difundidas na prática: ampère, volt, ohm, watt, joule, farad, henry. Essa ideia foi a base adotada em 1960 pela 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas Sistema internacional de unidades (SI). O sistema tem sete unidades básicas: metro, quilograma, segundo, ampère, kelvin, mol, candela. A criação do SI abriu a perspectiva de uma unificação geral das unidades e resultou na adoção por muitos países da decisão de mudar para este sistema ou usá-lo predominantemente.

Junto com sistemas práticos de unidades, a física usa sistemas baseados em constantes físicas universais, como a velocidade da luz no vácuo, a carga de um elétron, a constante de Planck e outras.

Unidades fora do sistema , unidades de grandezas físicas que não estão incluídas em nenhum dos sistemas de unidades. Unidades não sistêmicas foram escolhidas em áreas separadas de medidas sem levar em conta a construção de sistemas de unidades. As unidades não sistêmicas podem ser divididas em independentes (definidas sem a ajuda de outras unidades) e escolhidas arbitrariamente, mas definidas por meio de outras unidades. Os primeiros incluem, por exemplo, graus Celsius, definidos como 0,01 do intervalo entre os pontos de ebulição da água e o derretimento do gelo à pressão atmosférica normal, o ângulo completo (volta) e outros. Estes últimos incluem, por exemplo, a unidade de potência - cavalos de potência (735.499 W), unidades de pressão - atmosfera técnica (1 kgf/cm 2), milímetro de mercúrio (133.322 n/m 2), bar (10 5 n/m 2) e outros. Em princípio, o uso de unidades fora do sistema é indesejável, pois os inevitáveis ​​recálculos são demorados e aumentam a probabilidade de erros.

Sistemas naturais de unidades , sistemas de unidades em que as constantes físicas fundamentais são tomadas como unidades básicas - como, por exemplo, a constante gravitacional G, a velocidade da luz no vácuo c, a constante de Planck h, a constante k de Boltzmann, o número de Avogadro NA, a carga do elétron e, massa de repouso do elétron me e outros. O tamanho das unidades básicas nos Sistemas Naturais de Unidades é determinado pelos fenômenos da natureza; Nisso, os sistemas naturais diferem fundamentalmente de outros sistemas de unidades, nos quais a escolha das unidades é determinada pelos requisitos da prática de medição. De acordo com a ideia de M. Planck, que pela primeira vez (1906) propôs os Sistemas Naturais de Unidades com as unidades básicas h, c, G, k, seria independente das condições terrestres e adequado para qualquer tempo e lugar no Universo.

Vários outros Sistemas Naturais de Unidades foram propostos (G. Lewis, D. Hartree, A. Ruark, P. Dirac, A. Gresky e outros). Os sistemas naturais de unidades são caracterizados por tamanhos extremamente pequenos de unidades de comprimento, massa e tempo (por exemplo, no sistema Planck - respectivamente 4,03 * 10 -35 m, 5,42 * 10 -8 kg e 1,34 * 10 -43 s) e , pelo contrário, as enormes dimensões da unidade de temperatura (3,63 * 10 32 C). Como resultado, os Sistemas Naturais de Unidades são inconvenientes para medições práticas; além disso, a precisão da reprodução das unidades é várias ordens de grandeza inferior às unidades básicas do Sistema Internacional (SI), pois é limitada pela precisão do conhecimento das constantes físicas. No entanto, na física teórica, o uso dos Sistemas Naturais de Unidades às vezes permite simplificar as equações e dá algumas outras vantagens (por exemplo, o sistema Hartree permite simplificar a escrita das equações da mecânica quântica).

Unidades de grandezas físicas.

Unidades de grandezas físicas - quantidades físicas específicas, que, por definição, recebem valores numéricos iguais a 1. Muitas unidades de quantidades físicas são reproduzidas pelas medidas usadas para medições (por exemplo, metro, quilograma). Nos estágios iniciais do desenvolvimento da cultura material (nas sociedades escravistas e feudais), havia unidades para uma pequena gama de quantidades físicas - comprimento, massa, tempo, área, volume. Unidades de grandezas físicas foram escolhidas sem conexão entre si e, além disso, diferentes em diferentes países e áreas geográficas. Assim, surgiu um grande número de unidades muitas vezes idênticas em nome, mas diferentes em tamanho - côvados, pés, libras. Com a expansão das relações comerciais entre as nações e o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, o número de Unidades de grandezas físicas aumentou e sentiu-se cada vez mais a necessidade da unificação das unidades e da criação de sistemas de unidades. Em Unidades de grandezas físicas e seus sistemas começaram a celebrar acordos internacionais especiais. No século 18, o sistema métrico de medidas foi proposto na França, que mais tarde recebeu reconhecimento internacional. Em sua base, foram construídos vários sistemas métricos de unidades. Atualmente, existe um novo ordenamento das Unidades de quantidades físicas com base em Sistema internacional de unidades(SI).

Unidades de grandezas físicas são divididas em unidades de sistema, isto é, incluídas em qualquer sistema de unidades, e unidades fora do sistema (por exemplo, mmHg, cavalo-vapor, elétron-volt). Sistema As unidades de grandezas físicas são divididas em básicas, escolhidas arbitrariamente (metro, quilograma, segundo, etc.) , etc). Para a conveniência de expressar quantidades que são muitas vezes maiores ou menores do que unidades de quantidades físicas, são usadas unidades múltiplas e unidades submúltiplas. Em sistemas métricos de unidades, múltiplos e submúltiplos As unidades de grandezas físicas (com exceção das unidades de tempo e ângulo) são formadas pela multiplicação da unidade do sistema por 10 n, onde n é um número inteiro positivo ou negativo. Cada um desses números corresponde a um dos prefixos decimais usados ​​para formar múltiplos e submúltiplos.

Sistema internacional de unidades.

Sistema internacional de unidades (Systeme International d "Unitees), um sistema de unidades de quantidades físicas adotado pela 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (1960). A abreviação do sistema é SI (em transcrição russa - SI). O sistema internacional de unidades foi desenvolvido para substituir um conjunto complexo de unidades de sistemas e unidades não sistêmicas individuais, estabelecidas com base no sistema métrico de medidas, e simplificando o uso de unidades. ciência e tecnologia) e coerência, ou seja, a consistência de unidades derivadas que são formadas de acordo com equações que não contêm coeficientes de proporcionalidade. não é necessário inserir coeficientes nas fórmulas que dependem da escolha das unidades.

A tabela abaixo mostra os nomes e designações (internacionais e russas) das unidades principais, adicionais e algumas derivadas do Sistema Internacional de Unidades. As designações russas são fornecidas de acordo com os GOSTs atuais; as designações previstas pelo novo projeto GOST "Unidades de quantidades físicas" também são fornecidas. A definição de unidades e quantidades básicas e adicionais, as relações entre elas são fornecidas nos artigos sobre essas unidades.

As três primeiras unidades básicas (metro, quilograma, segundo) permitem a formação de unidades derivadas coerentes para todas as grandezas de natureza mecânica, as restantes são adicionadas para formar unidades derivadas de grandezas que não são redutíveis às mecânicas: ampere - para elétrica e quantidades magnéticas, kelvin - para térmica, candela - para luz e mol - para quantidades no campo da físico-química e física molecular. Adicional, unidades de radianos e esterradianos são usadas para formar unidades derivadas de quantidades que dependem de ângulos planos ou sólidos. Para formar os nomes dos múltiplos e submúltiplos decimais, são usados ​​prefixos especiais do SI: deci (para formar unidades iguais a 10 -1 em relação ao original), centi (10 -2), mili (10 -3), micro (10 -6), nano (10 -9), pico (10 -12), femto (10 -15), atto (10 -18), deca (10 1), hecto (10 2), quilo (10 3), mega (10 6 ), giga (10 9), tera (10 12).

Sistemas de unidade: MKGSS, ISS, ISSA, MKSK, MTS, SGS.

Sistema de unidades MKGSS (sistema MkGS), um sistema de unidades de grandezas físicas, cujas unidades principais são: metro, quilograma-força, segundo. Entrou em prática no final do século XIX, foi admitido na URSS por OST VKS 6052 (1933), GOST 7664-55 e GOST 7664-61 "Unidades mecânicas". A escolha da unidade de força como uma das unidades básicas levou ao uso generalizado de várias unidades do sistema de unidades MKGSS (principalmente unidades de força, pressão, estresse mecânico) em mecânica e tecnologia. Este sistema é muitas vezes referido como o sistema de engenharia de unidades. Para uma unidade de massa no sistema de unidades MKGSS, é tomada a massa de um corpo que adquire uma aceleração de 1 m / s 2 sob a ação de uma força de 1 kgf aplicada a ele. Esta unidade às vezes é chamada de unidade de engenharia de massa (ou seja, m) ou inércia. 1 tu = 9,81kg. O sistema de unidades MKGSS tem várias desvantagens significativas: inconsistência entre as unidades mecânicas e elétricas práticas, a ausência de um padrão de quilograma-força, a rejeição da unidade comum de massa - o quilograma (kg) e, como resultado (em para não usar, ou seja, m.) - a formação de quantidades com a participação do peso em vez da massa (gravidade específica, consumo de peso, etc.), o que às vezes levava a uma confusão dos conceitos de massa e peso, o uso da designação kg em vez de kgf, etc. Essas deficiências levaram à adoção de recomendações internacionais sobre o abandono do sistema de unidades do ICSC e sobre a transição para Sistema internacional de unidades(SI).

Sistema de unidades ISS (sistema MKS), um sistema de unidades de grandezas mecânicas, cujas unidades principais são: metro, quilograma (unidade de massa), segundo. Foi introduzido na URSS pelo GOST 7664-55 "Unidades mecânicas", substituído pelo GOST 7664-61. Também é usado em acústica de acordo com GOST 8849-58 "Unidades acústicas". O sistema de unidades do ISS está incluído como parte do Sistema internacional de unidades(SI).

Sistema de unidades MKSA (sistema MKSA), um sistema de unidades de grandezas elétricas e magnéticas, cujas unidades principais são: metro, quilograma (unidade de massa), segundo, ampère. Os princípios para a construção dos sistemas de unidades MKSA foram propostos em 1901 pelo cientista italiano G. Giorgi, de modo que o sistema também tem um segundo nome - o sistema de unidades Giorgi. O sistema de unidades MKSA é usado na maioria dos países do mundo, na URSS foi estabelecido pelo GOST 8033-56 "Unidades elétricas e magnéticas". O sistema de unidades MKSA inclui todas as unidades elétricas práticas que já se tornaram difundidas: amperes, volts, ohms, pendentes, etc.; O sistema de unidades MKSA está incluído como parte integrante do Sistema internacional de unidades(SI).

Sistema de unidades MKSK (sistema MKSK), sistema de unidades de grandezas térmicas, osn. cujas unidades são: metro, quilograma (uma unidade de massa), segundo, Kelvin (uma unidade de temperatura termodinâmica). O uso do sistema de unidades MKSK na URSS é estabelecido pelo GOST 8550-61 "Thermal Units" (neste padrão, o antigo nome da unidade de temperatura termodinâmica - "grau Kelvin", alterado para "Kelvin" em 1967 por a 13ª Conferência Geral de Pesos e Medidas) ainda é usado. No sistema de unidades MKSK, são utilizadas duas escalas de temperatura: a escala de temperatura termodinâmica e a Escala de Temperatura Prática Internacional (IPTS-68). Junto com Kelvin, o grau Celsius, denotado °C e igual a kelvin (K), é usado para expressar a temperatura termodinâmica e a diferença de temperatura. Como regra, abaixo de 0 ° C, a temperatura Kelvin T é fornecida, acima de 0 ° C, a temperatura Celsius t (t \u003d T-To, onde To \u003d 273,15 K). O IPTS-68 também distingue entre a temperatura prática internacional de Kelvin (símbolo T 68) e a temperatura prática internacional de Celsius (t 68); eles estão relacionados pela razão t 68 = T 68 - 273,15 K. As unidades de T 68 e t 68 são, respectivamente, Kelvin e graus Celsius. Os nomes das unidades térmicas derivadas podem incluir tanto Kelvin quanto graus Celsius. O sistema de unidades MKSK está incluído como parte integrante do Sistema internacional de unidades(SI).

Sistema de unidades MTS (sistema MTS), um sistema de unidades de grandezas físicas, cujas unidades principais são: metro, tonelada (unidade de massa), segundo. Foi introduzido na França em 1919, na URSS - em 1933 (cancelado em 1955 devido à introdução do GOST 7664-55 "Unidades mecânicas"). O sistema de unidades MTC foi construído de forma semelhante ao usado em física cgs sistema de unidades e destinava-se a medições práticas; para isso, foram escolhidas grandes unidades de comprimento e massa. As unidades derivadas mais importantes: forças - paredes (SN), pressão - pieza (pz), trabalho - medidor de parede ou quilojoule (kJ), potência - quilowatt (kW).

cgs sistema de unidades , um sistema de unidades de quantidades físicas. em que três unidades básicas são aceitas: comprimento - centímetro, massa - grama e tempo - segundo. O sistema com as unidades básicas de comprimento, massa e tempo foi proposto pelo Comitê de Padrões Elétricos da Associação Britânica para o Desenvolvimento das Ciências, formado em 1861, que incluía físicos proeminentes da época (W. Thomson (Kelvin), J. . Maxwell, C. Wheatstone e outros .), como um sistema de unidades abrangendo mecânica e eletrodinâmica. Após 10 anos, a associação formou um novo comitê, que finalmente escolheu o centímetro, grama e segundo como unidades básicas. O primeiro Congresso Internacional de Eletricistas (Paris, 1881) também adotou o sistema de unidades CGS, e desde então tem sido amplamente utilizado em pesquisas científicas. Com a introdução do Sistema Internacional de Unidades (SI), em trabalhos científicos em física e astronomia, juntamente com as unidades SI, é permitido o uso de unidades CGS do sistema de unidades.

As unidades derivadas mais importantes do sistema CGS de unidades no campo das medições mecânicas incluem: uma unidade de velocidade - cm / seg, aceleração - cm / seg 2, força - dina (dina), pressão - dina / cm 2, trabalho e energia - erg, potência - erg / seg, viscosidade dinâmica - poise (pz), viscosidade cinemática - estoque (st).

Para a eletrodinâmica, foram adotados inicialmente dois sistemas de unidades CGS - eletromagnético (CGSM) e eletrostático (CGSE). A construção desses sistemas foi baseada na lei de Coulomb - para cargas magnéticas (CGSM) e cargas elétricas (CGSE). Desde a 2ª metade do século 20, o chamado sistema de unidades CGS simétrico tornou-se mais difundido (também é chamado de sistema de unidades misto ou gaussiano).

Base legal para garantir a uniformidade das medições.

Os serviços metrológicos de autoridades governamentais e pessoas jurídicas organizam suas atividades com base nas disposições das Leis "Assegurar a Uniformidade das Medidas", "No Regulamento Técnico" (anteriormente - "Na Padronização", "Na Certificação de Produtos e Serviços "), bem como resoluções do governo da Federação Russa, atos administrativos de súditos da federação, regiões e cidades, documentos regulamentares do sistema estatal para garantir a uniformidade das medidas e resoluções do Padrão Estadual da Federação Russa.

De acordo com a legislação em vigor, as principais tarefas dos serviços metrológicos incluem assegurar a unidade e precisão necessária das medições, aumentar o nível de apoio metrológico à produção e exercer o controlo e supervisão metrológica através dos seguintes métodos:

calibração de instrumentos de medição;

supervisão sobre a condição e uso dos instrumentos de medição, métodos certificados para realizar medições, padrões de unidades de grandezas usadas para calibrar instrumentos de medição, cumprimento de regras e normas metrológicas;

emissão de instruções obrigatórias destinadas a prevenir, impedir ou eliminar infrações às regras e normas metrológicas;

verificar a pontualidade da submissão dos instrumentos de medição para testes, a fim de aprovar o tipo de instrumentos de medição, bem como para verificação e calibração. Na Rússia, foram adotados os Regulamentos Modelo sobre serviços metrológicos. Este Regulamento determina que o serviço metrológico do órgão de administração do estado é um sistema formado por despacho do chefe do órgão de administração do estado, podendo incluir:

subdivisões estruturais (serviço) do metrologista chefe no escritório central do órgão de governo estadual;

órgãos dirigentes e de base do serviço metrológico nas indústrias e subsetores, indicados pelo órgão de governo estadual;

serviços metrológicos de empresas, associações, organizações e instituições.

27 de dezembro de 2002 foi adotada uma Lei Federal estratégica fundamentalmente nova “Sobre o Regulamento Técnico”, que regulamenta as relações decorrentes do desenvolvimento, adoção, aplicação e implementação de requisitos obrigatórios e voluntários para produtos, processos de produção, operação, armazenamento, transporte, venda, descarte, desempenho de trabalho e prestação de serviços, bem como na avaliação da conformidade (regulamentos e normas técnicas devem garantir a implementação prática dos atos legislativos).

A introdução da Lei "Sobre Regulação Técnica" visa reformar o sistema de regulamentação técnica, padronização e garantia de qualidade e é causada pelo desenvolvimento das relações de mercado na sociedade.

Regulamento técnico - regulamento legal das relações no campo do estabelecimento, aplicação e uso de requisitos obrigatórios para produtos, processos de produção, operação, armazenamento, transporte, venda e descarte, bem como no campo do estabelecimento e aplicação voluntária de requisitos para produtos, processos produtivos, operação, armazenamento, transporte, venda e descarte, execução de trabalhos e prestação de serviços e regulamentação legal das relações no campo da avaliação da conformidade.

A regulamentação técnica deve ser realizada de acordo com princípios:

aplicação de regras uniformes para estabelecimento de requisitos para produtos, processos de produção, operação, armazenamento, transporte, venda e descarte, execução de trabalho e prestação de serviços;

conformidade da regulamentação técnica com o nível de desenvolvimento da economia nacional, o desenvolvimento da base material e técnica, bem como o nível de desenvolvimento científico e técnico;

independência dos organismos de acreditação, organismos de certificação de fabricantes, vendedores, artistas e compradores;

sistema unificado e regras de acreditação;

a unidade das regras e métodos de pesquisa, teste e medição no curso de procedimentos obrigatórios de avaliação da conformidade;

unidade de aplicação dos requisitos dos regulamentos técnicos, independentemente das características e tipos de operações;

a inadmissibilidade da restrição da concorrência na implementação da acreditação e certificação;

a inadmissibilidade de combinar os poderes dos órgãos de controle estatal (supervisão) e organismos de certificação;

a inadmissibilidade de combinar os poderes de acreditação e certificação por um organismo;

inadmissibilidade de financiamento fora do orçamento de controle estatal (supervisão) sobre o cumprimento de regulamentos técnicos.

Um de as principais ideias da lei coisa é:

requisitos obrigatórios contidos hoje em regulamentos, incluindo padrões estaduais, estão incluídos no campo da legislação técnica - em leis federais (regulamentos técnicos);

uma estrutura de dois níveis de documentos regulatórios e regulatórios está sendo criada: regulamento técnico(contém requisitos obrigatórios) e padrões(contêm normas e regras voluntárias harmonizadas com os regulamentos técnicos).

O programa desenvolvido para reformar o sistema de padronização na Federação Russa foi projetado por 7 anos (até 2010), período durante o qual foi necessário:

desenvolver 450-600 regulamentos técnicos;

remover requisitos obrigatórios das normas relevantes;

revisar normas e regulamentos sanitários (SanPin);

revisar códigos e regulamentos de construção (SNiP), que já são regulamentos técnicos.

Significado da introdução da Lei Federal "Sobre Regulamento Técnico":

a introdução da Lei da Federação Russa "Sobre o Regulamento Técnico" reflete plenamente o que está acontecendo hoje no mundo do desenvolvimento econômico;

visa eliminar as barreiras técnicas ao comércio;

a lei cria condições para a adesão da Rússia à Organização Mundial do Comércio (OMC).

O conceito e classificação das medições. Principais características das medições.

Medição - processo cognitivo, que consiste em comparar um determinado valor com um valor conhecido, tomado como unidade. As medições são divididas em diretas, indiretas, cumulativas e conjuntas.

Medições diretas - um processo no qual o valor desejado de uma quantidade é encontrado diretamente a partir de dados experimentais. Os casos mais simples de medições diretas são medições de comprimento com régua, temperatura com termômetro, tensão com voltímetro, etc.

Medições indiretas - tipo de medição, cujo resultado é determinado a partir de medições diretas associadas ao valor medido por uma relação conhecida. Por exemplo, a área pode ser medida como o produto dos resultados de duas medidas lineares de coordenadas, o volume - como resultado de três medidas lineares. Além disso, a resistência de um circuito elétrico ou a potência de um circuito elétrico pode ser medida pelos valores da diferença de potencial e da intensidade da corrente.

Medições cumulativas - são medições em que o resultado é encontrado de acordo com medições repetidas de uma ou mais grandezas de mesmo nome com várias combinações de medidas ou dessas grandezas. Por exemplo, as medições são cumulativas, nas quais a massa dos pesos individuais de um conjunto é encontrada a partir da massa conhecida de um deles e dos resultados de comparações diretas das massas de várias combinações de pesos.

Medições conjuntas nomeie as medições diretas ou indiretas produzidas de duas ou mais grandezas não idênticas. O objetivo de tais medições é estabelecer uma relação funcional entre as quantidades. Por exemplo, medições de temperatura, pressão e volume ocupado por gás, medições do comprimento do corpo em função da temperatura, etc. serão conjuntas.

De acordo com as condições que determinam a precisão do resultado, as medições são divididas em três classes:

medir a maior precisão possível com o estado da arte atual;

medições de controle e verificação realizadas com uma determinada precisão;

medições técnicas, cujo erro é determinado pelas características metrológicas dos instrumentos de medição.

As medições técnicas definem a classe de medições realizadas em condições de produção e operação, quando a precisão da medição é determinada diretamente pelos instrumentos de medição.

Unidade de medidas- o estado das medições, em que os seus resultados são expressos em unidades legais e os erros são conhecidos com uma determinada probabilidade. A unidade das medições é necessária para poder comparar os resultados das medições realizadas em diferentes momentos, utilizando diferentes métodos e meios de medição, bem como em diferentes localizações geográficas.

A unidade das medições é assegurada pelas suas propriedades: convergência dos resultados das medições; reprodutibilidade dos resultados das medições; a exatidão dos resultados da medição.

Convergênciaé a proximidade dos resultados de medição obtidos pelo mesmo método, instrumentos de medição idênticos e a proximidade de zero do erro de medição aleatório.

Reprodutibilidade dos resultados da medição caracterizado pela proximidade dos resultados de medição obtidos por diferentes instrumentos de medição (claro, a mesma precisão) por métodos diferentes.

Precisão dos resultados da mediçãoé determinado pela exatidão dos próprios métodos de medição e pela exatidão de seu uso no processo de medição, bem como pela proximidade de zero do erro de medição sistemático.

Precisão das medições caracteriza a qualidade das medições, refletindo a proximidade de seus resultados com o valor real da quantidade medida, ou seja, proximidade de erros de medição zero.

O processo de resolução de qualquer problema de medição inclui, via de regra, três etapas:

Treinamento,

medição (experiência);

resultados de processamento. No processo de realizar a medição em si, o objeto de medição e os meios de medição são colocados em interação. ferramenta de medida - uma ferramenta técnica utilizada em medições e com características metrológicas normalizadas. Os instrumentos de medição incluem medidas, instrumentos de medição, instalações de medição, sistemas de medição e transdutores, amostras padrão da composição e propriedades de várias substâncias e materiais. De acordo com as características temporais, as medições são divididas em:

estático, em que o valor medido permanece inalterado ao longo do tempo;

dinâmico, durante o qual o valor medido muda.

De acordo com a forma de expressar os resultados da medição, eles são divididos em:

absolutos, que se baseiam em medições diretas ou indiretas de várias grandezas e no uso de constantes, e como resultado é obtido o valor absoluto da grandeza nas unidades correspondentes;

medições relativas, que não permitem expressar diretamente o resultado em unidades legais, mas permitem encontrar a razão entre o resultado da medição e qualquer quantidade de mesmo nome com valor desconhecido em alguns casos. Por exemplo, pode ser umidade relativa, pressão relativa, alongamento, etc.

As principais características das medições são: princípio de medição, método de medição, erro, exatidão, confiabilidade e exatidão das medições.

Princípio de medição - um fenômeno físico ou uma combinação deles, que são a base das medições. Por exemplo, a massa pode ser medida com base na gravidade ou pode ser medida com base nas propriedades inerciais. A temperatura pode ser medida pela radiação térmica de um corpo ou por seu efeito sobre o volume de algum líquido em um termômetro, etc.

Método de medição - um conjunto de princípios e meios de medição. No exemplo mencionado acima com medição de temperatura, as medições por radiação térmica são referidas como um método de termometria sem contato, as medições com um termômetro são um método de termometria de contato.

Erro de medição - a diferença entre o valor da grandeza obtida durante a medição e seu valor real. O erro de medição está associado à imperfeição dos métodos e instrumentos de medição, com experiência insuficiente do observador, com influências estranhas no resultado da medição. As causas dos erros e as formas de eliminá-los ou minimizá-los são discutidas detalhadamente em um capítulo especial, uma vez que a avaliação e contabilização dos erros de medição é uma das seções mais importantes da metrologia.

Precisão das medições - característica de medição, refletindo a proximidade de seus resultados com o valor real da grandeza medida. Quantitativamente, a precisão é expressa pelo recíproco do módulo do erro relativo, ou seja,

onde Q é o valor real da grandeza medida, D é o erro de medição igual a

(2)

onde X é o resultado da medição. Se, por exemplo, o erro de medição relativo for 10 -2%, a precisão será 10 4 .

A exatidão das medições é a qualidade das medições, refletindo a proximidade de zero de erros sistemáticos, ou seja, erros que permanecem constantes ou mudam regularmente durante o processo de medição. A exatidão das medições depende de quão corretamente (corretamente) os métodos e meios de medição foram escolhidos.

Confiabilidade da medição - uma característica da qualidade das medições, dividindo todos os resultados em confiáveis ​​e não confiáveis, dependendo se as características probabilísticas de seus desvios dos valores verdadeiros das quantidades correspondentes são conhecidas ou desconhecidas. Os resultados da medição, cuja confiabilidade é desconhecida, podem servir como fonte de desinformação.

Medindo instrumentos.

Instrumento de medição (SI) - um instrumento técnico destinado a medições, com características metrológicas normalizadas, reproduzindo ou armazenando uma unidade de grandeza física, cujo tamanho é tomado inalterado em um intervalo de tempo conhecido.

A definição acima expressa a essência do instrumento de medição, que, em primeiro lugar, armazena ou reproduz uma unidade, em segundo lugar, esta unidade inalterado. Esses fatores mais importantes determinam a possibilidade de realizar medições, ou seja, fazer de uma ferramenta técnica um meio de medição. Este meio de medição difere de outros dispositivos técnicos.

Instrumentos de medição incluem medidas, medição: transdutores, instrumentos, instalações e sistemas.

Medida de uma grandeza física- um instrumento de medição projetado para reproduzir e (ou) armazenar uma quantidade física de uma ou mais dimensões dadas, cujos valores são expressos em unidades estabelecidas e são conhecidos com a precisão necessária. Exemplos de medidas: pesos, resistores de medição, blocos de medição, fontes de radionuclídeos, etc.

Medidas que reproduzem quantidades físicas de apenas um tamanho são chamadas inequívoco(peso), vários tamanhos - polissemântico(régua milimétrica - permite expressar o comprimento em mm e cm). Além disso, existem conjuntos e revistas de medidas, por exemplo, uma revista de capacitâncias ou indutâncias.

Ao medir usando medidas, as quantidades medidas são comparadas com valores conhecidos que são reproduzíveis pelas medidas. A comparação é realizada de diferentes maneiras, o meio mais comum de comparação é comparador, projetado para comparar medidas de quantidades homogêneas. Um exemplo de comparador é uma balança de equilíbrio.

As medidas incluem amostras padrão e substância de referência, que são corpos ou amostras especialmente concebidos de uma substância de um teor determinado e estritamente regulamentado, cujas propriedades são uma quantidade com um valor conhecido. Por exemplo, amostras de dureza, rugosidade.

Transdutor de medição (IP) - uma ferramenta técnica com características metrológicas normativas que é usada para converter uma grandeza medida em outra grandeza ou um sinal de medição conveniente para processamento, armazenamento, indicação ou transmissão. As informações de medição na saída do IP, via de regra, não estão disponíveis para percepção direta pelo observador. Embora os IPs sejam elementos estruturalmente separados, eles são mais frequentemente incluídos como componentes em instrumentos ou instalações de medição mais complexos e não têm significado independente durante as medições.

O valor a ser convertido, fornecido ao transdutor de medição, é chamado entrada, e o resultado da transformação é folga Tamanho. A razão entre eles é dada função de conversão, que é sua principal característica metrológica.

Para reprodução direta do valor medido, conversores primários, que são diretamente afetados pelo valor medido e no qual o valor medido é transformado para sua posterior transformação ou indicação. Um exemplo de um transdutor primário é um termopar em um circuito de termômetro termoelétrico. Um dos tipos de conversor primário é sensor– Transdutor primário isolado estruturalmente, do qual são recebidos os sinais de medição (ele “fornece” informação). O sensor pode ser colocado a uma distância considerável do instrumento de medição que recebe seus sinais. Por exemplo, um sensor de sonda meteorológica. No campo das medições de radiação ionizante, um detector é muitas vezes referido como um sensor.

Pela natureza da transformação, o IP pode ser analógico, analógico para digital (ADC), digital para analógico (DAC), ou seja, converter um sinal digital em analógico ou vice-versa. Na forma analógica de representação, o sinal pode assumir um conjunto contínuo de valores, ou seja, é uma função contínua do valor medido. Na forma digital (discreta), é representado como grupos ou números digitais. Exemplos de IP são transformadores de corrente de medição, termômetros de resistência.

Equipamento de medição- um instrumento de medição projetado para obter os valores da quantidade física medida na faixa especificada. O dispositivo de medição apresenta as informações de medição em um formato acessível para percepção direta observador.

De método de indicação distinguir instrumentos de indicação e registro. O registro pode ser realizado na forma de registro contínuo do valor medido ou imprimindo as leituras do instrumento em formato digital.

Dispositivos ação direta exibir o valor medido no dispositivo indicador, que possui uma graduação em unidades desse valor. Por exemplo, amperímetros, termômetros.

Dispositivos de comparação são projetados para comparar grandezas medidas com grandezas cujos valores são conhecidos. Tais dispositivos são usados ​​para medições com maior precisão.

Os instrumentos de medição são divididos em integração e soma, analógico e digital, auto-gravação e impressão.

Configuração e sistema de medição- um conjunto de medidas, instrumentos de medição e outros dispositivos combinados funcionalmente projetados para medir uma ou mais grandezas e localizados em um local ( instalação) ou em locais diferentes do objeto de medição ( sistema). Os sistemas de medição são geralmente automatizado e, em essência, eles fornecem automação de processos de medição, processamento e apresentação de resultados de medição. Um exemplo de sistemas de medição são os sistemas automatizados de monitoramento de radiação (ASRK) em várias instalações de física nuclear, como, por exemplo, reatores nucleares ou aceleradores de partículas carregadas.

De finalidade metrológica instrumentos de medição são divididos em trabalho e padrões.

SI de trabalho- um instrumento de medição destinado a medições, não relacionado com a transferência do tamanho da unidade para outros instrumentos de medição. O instrumento de medição de trabalho também pode ser usado como um indicador. Indicador- uma ferramenta ou substância técnica destinada a estabelecer a presença de qualquer quantidade física ou exceder o nível do seu valor limite. O indicador não possui características metrológicas padronizadas. Exemplos de indicadores são um osciloscópio, papel de tornassol, etc.

Referência- um instrumento de medição projetado para reproduzir e (ou) armazenar uma unidade e transferir seu tamanho para outros instrumentos de medição. Entre eles estão padrões de trabalho diferentes categorias, que antes eram chamadas de instrumentos de medição exemplares.

A classificação dos instrumentos de medição também é realizada de acordo com vários outros critérios. Por exemplo, por tipos de valores medidos, por tipo de escala (com escala uniforme ou não uniforme), por conexão com o objeto de medição (com ou sem contato

Ao realizar vários trabalhos no suporte metrológico de medições, são utilizadas categorias específicas, que também precisam ser definidas. Essas categorias são:

Certificação - verificação das características metrológicas (erros de medição, exatidão, confiabilidade, exatidão) de um instrumento de medição real.

Certificação - verificação da conformidade do instrumento de medição com as normas de um determinado país, uma determinada indústria com a emissão de um documento-certificado de conformidade. Durante a certificação, além das características metrológicas, todos os itens contidos na documentação científica e técnica deste instrumento de medição estão sujeitos a verificação. Podem ser requisitos de segurança elétrica, de segurança ambiental, de impacto de mudanças nos parâmetros climáticos. É obrigatório ter métodos e meios de verificação deste instrumento de medição.

Verificação - controle periódico de erros nas leituras de instrumentos de medição para instrumentos de medição de classe de precisão superior (instrumentos exemplares ou medida exemplar). Via de regra, a verificação termina com a emissão de um certificado de verificação ou marca do instrumento de medição ou da medida que está sendo verificada.

graduação - fazer marcas na escala do dispositivo ou obter a dependência das leituras de um indicador digital do valor da grandeza física medida. Muitas vezes em medições técnicas, a calibração é entendida como o monitoramento periódico do desempenho do dispositivo por medidas que não possuem status metrológico ou por dispositivos especiais embutidos no dispositivo. Às vezes, esse procedimento é chamado de calibração e essa palavra é escrita no painel de operação do instrumento.

Este termo é realmente usado em metrologia, e um procedimento ligeiramente diferente é chamado de calibração de acordo com os padrões.

Calibrar uma medida ou conjunto de medidas - verificação de um conjunto de medidas não ambíguas ou de uma medida multivalorada em diferentes marcas de escala. Em outras palavras, calibração é a verificação de uma medida por meio de medições cumulativas. Às vezes, o termo "calibração" é usado como sinônimo de verificação, mas a calibração só pode ser chamada de verificação, na qual várias medidas ou divisões da escala são comparadas entre si em várias combinações.

Referência - um instrumento de medição destinado a reproduzir e armazenar uma unidade de quantidade a fim de transferi-la para o meio de medição de uma determinada quantidade.

padrão primário garante a reprodutibilidade da unidade em condições especiais.

padrão secundário– padrão, o tamanho da unidade obtido por comparação com o padrão primário.

Terceiro padrão- padrão de comparação - este padrão secundário é usado para comparar o padrão, que por uma razão ou outra não pode ser comparado entre si.

Quarto padrão– O padrão de trabalho é usado para transmitir diretamente o tamanho da unidade.

Meios de verificação e calibração.

Verificação do instrumento de medição- um conjunto de operações realizadas pelos órgãos do serviço metrológico estadual (outros órgãos autorizados, organizações) para determinar e confirmar a conformidade do instrumento de medição com os requisitos técnicos estabelecidos.

Os instrumentos de medição sujeitos ao controle e supervisão metrológica estadual estão sujeitos à verificação na liberação da produção ou reparo, na importação e operação.

Calibração do instrumento de medição- um conjunto de operações realizadas para determinar os valores reais das características metrológicas e (ou) adequação para uso de um instrumento de medição que não esteja sujeito ao controle e supervisão metrológica estatal. Os instrumentos de medição que não estão sujeitos a verificação podem ser submetidos à calibração na liberação da produção ou reparo, na importação e operação.

VERIFICAÇÃO instrumentos de medição - um conjunto de operações realizadas pelos órgãos do serviço metrológico estadual (outros órgãos autorizados, organizações) para determinar e confirmar a conformidade do instrumento de medição com os requisitos técnicos estabelecidos.

A responsabilidade pela execução inadequada dos trabalhos de verificação e pelo não cumprimento dos requisitos dos documentos regulamentares pertinentes é do órgão competente do Serviço Metrológico do Estado ou da pessoa jurídica cujo serviço metrológico realizou os trabalhos de verificação.

Os resultados positivos da verificação dos instrumentos de medição são certificados por uma marca de verificação ou certificado de verificação.

A forma da marca de verificação e certificado de verificação, o procedimento para aplicação da marca de verificação é estabelecido pela Agência Federal de Regulamentação Técnica e Metrologia.

Na Rússia, as atividades de verificação são regulamentadas pela Lei da Federação Russa "Sobre Garantir a Uniformidade das Medidas" e muitos outros regulamentos.

Verificação- determinação da adequação dos instrumentos de medição da Supervisão Metrológica Estadual para uso por meio do monitoramento de suas características metrológicas.

Conselho Interestadual de Padronização, Metrologia e Certificação (países CEI) os seguintes tipos de verificação são estabelecidos

Verificação primária - verificação realizada quando um instrumento de medição é liberado de produção ou após reparo, bem como quando um instrumento de medição é importado do exterior em lotes, mediante venda.

Verificação periódica - verificação dos instrumentos de medição que estão em operação ou em armazenamento, realizada em intervalos de calibração estabelecidos.

Verificação extraordinária - Verificação de um instrumento de medição, realizada antes do prazo para sua próxima verificação periódica.

Verificação de inspeção - verificação realizada pelo órgão serviço metrológico estadual durante o supervisão estatal sobre a condição e uso de instrumentos de medição.

Verificação completa - verificação, na qual eles determinam características metrológicas meio de medição inerente a ele como um todo.

A verificação elemento a elemento é uma verificação na qual os valores das características metrológicas dos instrumentos de medição são estabelecidos de acordo com as características metrológicas de seus elementos ou partes.

Verificação seletiva - verificação de um grupo de instrumentos de medição selecionados aleatoriamente de um lote, cujos resultados são usados ​​para julgar a adequação de todo o lote.

Esquemas de verificação.

Para garantir a transferência correta das dimensões das unidades de medida do padrão para os instrumentos de medição de trabalho, são elaborados esquemas de verificação que estabelecem a subordinação metrológica do padrão estadual, padrões de bits e instrumentos de medição de trabalho.

Os esquemas de verificação são divididos em estaduais e locais. Estado esquemas de verificação se aplicam a todos os instrumentos de medição deste tipo usados ​​no país. Local os esquemas de verificação destinam-se a órgãos metrológicos de ministérios, também se aplicam a instrumentos de medição de empresas subordinadas. Além disso, um esquema local para instrumentos de medição usados ​​em uma determinada empresa também pode ser elaborado. Todos os esquemas de verificação locais devem cumprir os requisitos de subordinação, que são definidos pelo esquema de verificação estadual. Os esquemas de verificação do estado são desenvolvidos por institutos de pesquisa do Padrão Estadual da Federação Russa, detentores de padrões estaduais.

Em alguns casos, é impossível reproduzir toda a faixa de valores com um padrão, portanto, vários padrões primários podem ser fornecidos no circuito, que juntos reproduzem toda a escala de medição. Por exemplo, a escala de temperatura de 1,5 a 1 * 10 5 K é reproduzida por dois padrões estaduais.

Esquema de verificação para instrumentos de medição - documento normativo que estabelece a subordinação dos instrumentos de medição envolvidos na transferência da unidade de tamanho da referência para instrumentos de medição de trabalho (indicando métodos e erros durante a transmissão). Existem esquemas de verificação estaduais e locais, anteriormente também havia PSs departamentais.

O esquema de verificação de estado se aplica a todos os meios de medição de uma determinada grandeza física utilizados no país, por exemplo, aos meios de medição de tensão elétrica em uma determinada faixa de frequência. Estabelecendo um procedimento de vários estágios para transferir o tamanho de uma unidade fotovoltaica do padrão estadual, requisitos para meios e métodos de verificação, o esquema de verificação estadual é, por assim dizer, uma estrutura de suporte metrológico para um determinado tipo de medição no país. Esses esquemas são desenvolvidos pelos principais centros de padrões e são emitidos por um GOST GSI.

Os esquemas de verificação local aplicam-se aos instrumentos de medição sujeitos a verificação em uma determinada unidade metrológica em uma empresa que tem o direito de verificar os instrumentos de medição e são elaborados sob a forma de um padrão empresarial. Os esquemas de verificação departamental e local não devem contradizer os estaduais e devem levar em consideração seus requisitos em relação às especificidades de uma determinada empresa.

O esquema de verificação departamental é desenvolvido pelo corpo do serviço metrológico departamental, coordenado com o principal centro de padrões - o desenvolvedor do esquema de verificação de estado para instrumentos de medição deste PV e se aplica apenas a instrumentos de medição sujeitos a verificação intradepartamental.

Características metrológicas dos instrumentos de medição.

A característica metrológica de um instrumento de medição é uma característica de uma das propriedades de um instrumento de medição que afeta o resultado da medição ou seu erro. As principais características metrológicas são a faixa de medição e vários componentes do erro do instrumento de medição.

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EDUCAÇÃO PROFISSIONAL SECUNDÁRIA

METROLOGIA,

ESTANDARDIZAÇÃO

E CERTIFICAÇÃO

EM ENERGIA

agência do governo federal

"Instituto Federal para o Desenvolvimento da Educação"

como um auxiliar de ensino para uso no processo educacional

instituições de ensino que implementam programas de educação profissional secundária

ACADEMIA

Centro de Publicação de Moscou "Academia"

2009 UDC 389(075.32) BBK 30.10ya723 M576 Revisor - docente das disciplinas "Metrologia, normalização e certificação e" Apoio metrológico "GOU SPO Eletromecânica Colégio No. 55 bolsa para estudantes. média prof. educação / [S. A. Zaitsev, A. N. Tolstoy, D. D. Gribanov, R.V. Merkulov]. - M. : Centro editorial Iz "Academy", 2009. - 224 p.

ISBN 978-5-7695-4978- São considerados os fundamentos da metrologia e suporte metrológico: termos, grandezas físicas, fundamentos da teoria das medições, meios de medição e controle, características metrológicas, medições e controle de grandezas elétricas e magnéticas. Os fundamentos da padronização são descritos: a história do desenvolvimento, o marco regulatório, internacional, regional e nacional, unificação e agregação, qualidade do produto. É dada especial atenção aos fundamentos da certificação e avaliação da conformidade.

Para alunos de escolas secundárias profissionais.

UDC 389(075.32) B B K 30 de outubro O layout original desta publicação é propriedade do Academy Publishing Center. e sua reprodução de qualquer forma sem o consentimento do detentor dos direitos autorais é proibida © Zaitsev S.A.. Tolstov A.N., Gribanov D.D.. M erkulov R.V., © Educational and Publishing Center "Academy", ISBN 978-5-7695 -4978-6 © Design Centro Editorial "Academia",

PREFÁCIO

A tecnologia moderna e as perspectivas para o seu desenvolvimento, requisitos cada vez maiores para a qualidade dos produtos, predeterminam a necessidade de obter e usar o conhecimento básico, ou seja,

E. básico para todos os especialistas que trabalham tanto na fase de desenvolvimento do projeto, quanto na fase de sua fabricação, e nas fases de operação e manutenção, independentemente da afiliação departamental. Este conhecimento estará em demanda tanto na construção de máquinas em geral, na construção de máquinas de força e em muitas outras áreas. Esses materiais básicos são abordados neste tutorial. O material apresentado no livro didático não é isolado de outras disciplinas cursadas em uma instituição de ensino. O conhecimento adquirido no curso de estudar várias disciplinas, por exemplo, "Matemática", "Física", será útil para dominar as questões de metrologia, padronização, avaliação da conformidade, intercambialidade. Conhecimentos, habilidades e habilidades práticas após o estudo deste material educacional estarão em demanda durante todo o período de trabalho após a graduação, independentemente do local de trabalho, seja o campo de produção ou serviço, ou o campo de comércio de mecanismos técnicos ou máquinas.

O Capítulo I apresenta os conceitos básicos da ciência da "Metrologia", considera os fundamentos da teoria das medições, meios de medir e controlar grandezas elétricas e magnéticas, questões de suporte metrológico e uniformidade de medições.

O Capítulo 2 fala sobre o sistema de padronização na Federação Russa, sistemas de padrões, unificação e agregação, questões de intercambialidade de peças, montagens e mecanismos, indicadores de qualidade do produto, sistemas de qualidade. O material apresentado no Capítulo 3 permitirá que você estude e pratique utilizar conhecimentos na área de certificação, confirmação de conformidade de produtos e obras, certificação de equipamentos de teste utilizados em engenharia de energia.Para melhor assimilação do material apresentado, questões de controle são fornecidas ao final de cada subseção.

O prefácio, capítulo 2, foi escrito por A. N. Tolstov, capítulo 1 - por S, A. Zaitsev, R. V, M erkulov, D. D. Gribanov, capítulo 3 - por D. D. Gribanov.

FUNDAMENTOS DE METROLOGIA E METROLOGIA

TÍTULOS

A metrologia é a ciência das medições, métodos e meios de garantir sua unidade e formas de alcançar a precisão necessária.

Originou-se na antiguidade, assim que uma pessoa precisava medir massa, comprimento, tempo, etc. Além disso, como unidades de quantidade, foram usadas aquelas que estavam sempre “à mão”. Deste modo, por exemplo, na Rússia o comprimento mediu-se por dedos, cotovelos, sazhens, etc. Estas medidas mostram-se no figo. I.I.

O papel da metrologia aumentou enormemente nas últimas décadas. Ela penetrou e conquistou (em algumas áreas está conquistando) uma posição muito firme para si mesma. Devido ao fato de que a metrologia se espalhou para quase todas as áreas da atividade humana, a terminologia metrológica está intimamente relacionada à terminologia de cada uma das áreas "especiais". Ao mesmo tempo, surgiu algo parecido com o fenômeno da incompatibilidade. Este ou aquele termo, aceitável para uma área da ciência ou tecnologia, acaba sendo inaceitável para outra, pois na terminologia tradicional de outra área, a mesma palavra pode denotar um conceito completamente diferente. Por exemplo, tamanho em relação à roupa pode significar "grande", "médio" e "pequeno";

a palavra "linho" pode ter diferentes significados: na indústria têxtil, é um material (linho); em relação ao transporte ferroviário, denota o caminho ao longo do qual esse transporte se move (leito ferroviário).

Para restaurar a ordem neste assunto, foi desenvolvido e aprovado um padrão estadual para terminologia metrológica - GOST 16263 “Sistema estadual para garantir a uniformidade das medições. Metrologia. Termos e definições". Atualmente, este GOST foi substituído por RM G 29 - 99 “GSI. M etrologia. Termos e definições". Mais adiante no livro, termos e definições são apresentados de acordo com este documento.

Uma vez que os requisitos de concisão são impostos aos termos, eles são caracterizados por uma certa convencionalidade. Por um lado, não se deve esquecer disso e aplicar os termos aprovados de acordo com sua definição e, por outro lado, os conceitos dados na definição devem ser substituídos por outros termos.

Atualmente, o objeto da metrologia são todas as unidades de medida de grandezas físicas (mecânicas, elétricas, térmicas, etc.), todos os instrumentos de medida, tipos e métodos de medidas, ou seja, tudo o que for necessário para garantir a uniformidade das medidas e a organização da provisão metrológica em todas as etapas do ciclo de vida de quaisquer produtos e pesquisas científicas, bem como a contabilização de quaisquer recursos.

A metrologia moderna como ciência baseada nas conquistas de outras ciências, seus métodos e meios de medição, por sua vez, contribui para o seu desenvolvimento. A metrologia penetrou em todas as áreas da atividade humana, em todas as ciências e disciplinas, e é uma ciência única para todas elas. Não há uma única área de atividade humana onde se possa prescindir de estimativas quantitativas obtidas como resultado de medições.

Por exemplo, em 1982, o erro relativo na determinação do teor de umidade, igual a 1%, levou a uma imprecisão na determinação do custo anual do carvão de 73 milhões de rublos e do grão, 60 milhões de rublos.

Para deixar mais claro, os metrologistas costumam dar este exemplo:

“Havia 100 kg de pepinos no armazém. As medições realizadas mostraram que seu teor de umidade é de 99%, ou seja, 100 kg de pepino contêm 99 kg de água e 1 kg de matéria seca. Após algum tempo de armazenamento, o teor de umidade do mesmo lote de pepinos foi novamente medido.

Os resultados da medição registrados no protocolo correspondente mostraram que a umidade diminuiu para 98%. Como a umidade mudou apenas 1%, ninguém tinha ideia, mas qual é a massa dos pepinos restantes? Mas acontece que, se a umidade chegasse a 98%, exatamente metade dos pepinos permaneceria, ou seja,

50kg. E é por causa disso. A quantidade de matéria seca nos pepinos não depende da umidade, portanto, não mudou e, como era 1 kg, resta 1 kg, mas se antes era 1%, após o armazenamento tornou-se 2%. Tendo feito uma proporção, é fácil determinar que existem 50 kg de pepinos.

Na indústria, uma parte significativa das medições da composição de uma substância ainda é feita por meio de análise qualitativa. Os erros dessas análises são às vezes várias vezes maiores do que a diferença entre as quantidades de componentes individuais, pelos quais metais de vários graus, materiais químicos etc. devem diferir uns dos outros. Como resultado, tais medições são impossíveis de alcançar a qualidade necessária do produto.

1. O que é metrologia e por que ela recebe tanta atenção?

2. Que objetos de metrologia você conhece?

3. Por que as medições são necessárias?

4. São possíveis medições sem erros?

1.2. Quantidade física. Sistemas de unidades Uma quantidade física (PV) é uma propriedade qualitativamente comum a muitos objetos físicos (sistemas físicos, seus estados e processos que ocorrem neles), mas quantitativamente individual para cada objeto. Por exemplo, o comprimento de vários objetos (mesa, caneta esferográfica, carro, etc.) pode ser estimado em metros ou frações de metro, e cada um deles - em comprimentos específicos: 0,9 m; 15cm;

3,3 milímetros. Exemplos podem ser dados não apenas para quaisquer propriedades de objetos físicos, mas também para sistemas físicos, seus estados e os processos que ocorrem neles.

O termo "quantidade" é geralmente aplicado às propriedades ou características que podem ser quantificadas por métodos físicos, ou seja, pode ser medido. Existem propriedades ou características que a ciência e a tecnologia atualmente não permitem quantificar, como cheiro, sabor, cor. Portanto, tais características geralmente são evitadas para serem chamadas de "quantidades", mas são chamadas de "propriedades".

Em um sentido amplo, “valor” é um conceito multiespécies. Isso pode ser demonstrado pelo exemplo de três quantidades.

O primeiro exemplo é o preço, o valor dos bens expresso em unidades monetárias. Anteriormente, os sistemas de unidades monetárias eram parte integrante da metrologia. Atualmente é uma região independente.

O segundo exemplo de uma variedade de quantidades pode ser chamado de atividade biológica de substâncias medicinais. A atividade biológica de várias vitaminas, antibióticos, preparações hormonais é expressa em unidades internacionais de atividade biológica, denotadas por I.E.

O terceiro exemplo são as quantidades físicas, ou seja, propriedades inerentes aos objetos físicos (sistemas físicos, seus estados e processos que ocorrem neles). São essas quantidades que preocupam principalmente a metrologia moderna.

O tamanho do PV (o tamanho da quantidade) é o conteúdo quantitativo neste objeto da propriedade correspondente ao conceito de "quantidade física" (por exemplo, o tamanho do comprimento, massa, intensidade da corrente, etc.).

O termo "tamanho" deve ser usado nos casos em que é necessário enfatizar que estamos falando do conteúdo quantitativo de uma propriedade em um determinado objeto de uma quantidade física.

Dimensão de PV (dimensão de uma grandeza) é uma expressão que reflete a relação de uma grandeza com as grandezas principais do sistema, na qual o coeficiente de proporcionalidade é igual a um. A dimensão de uma quantidade é o produto das quantidades básicas elevadas às potências apropriadas.

Uma avaliação quantitativa de uma quantidade física específica, expressa como um certo número de unidades de uma determinada quantidade, é chamada de valor de uma quantidade física. Um número abstrato incluído no valor de uma quantidade física é chamado de valor numérico, por exemplo, 1 m, 5 g, 10 A, etc. Há uma diferença fundamental entre o valor e o tamanho de uma quantidade. O tamanho de uma quantidade realmente existe, quer saibamos ou não. Você pode expressar o tamanho de uma quantidade usando qualquer unidade.

O verdadeiro valor do PV (o verdadeiro valor da quantidade) é o valor do PV, que idealmente refletiria a propriedade correspondente do objeto em termos qualitativos e quantitativos. Por exemplo, a velocidade da luz no vácuo, a densidade da água destilada a uma temperatura de 44°C têm um valor bem definido - o ideal, que não conhecemos.

Experimentalmente, o valor real de uma grandeza física pode ser obtido.

O valor real do PV (o valor real da quantidade) é o valor do PV encontrado experimentalmente e tão próximo do valor real que para este propósito pode ser usado no lugar dele.

O tamanho do PV, denotado por Q, não depende da escolha da unidade, mas o valor numérico depende inteiramente da unidade escolhida. Se o tamanho da quantidade Q no sistema de unidades de PV "1" for definido como onde p | - valor numérico do tamanho PV no sistema "1"; \Qi\ é uma unidade fotovoltaica no mesmo sistema, então em outro sistema de unidades fotovoltaicas "2", no qual não é igual a \Q(\, o tamanho inalterado de Q será expresso por um valor diferente:

Assim, por exemplo, a massa do mesmo pão pode ser de 1 kg ou 2,5 libras, ou o diâmetro do tubo é de 20 "ou 50,8 cm.

Como a dimensão do PV é uma expressão que reflete a ligação com as grandezas principais do sistema, em que o coeficiente de proporcionalidade é igual a 1, então a dimensão é igual ao produto do PV principal elevado à potência apropriada.

No caso geral, a fórmula de dimensão para unidades PV tem a forma onde [Q] é a dimensão da unidade derivada; K é algum número constante; [A], [I] e [C] - a dimensão das unidades básicas;

a, P, y são inteiros positivos ou negativos, incluindo 0.

Para K = 1, as unidades derivadas são definidas da seguinte forma:

Se em um sistema de comprimento L, a massa M e o tempo T são aceitos como unidades básicas, é denotado L, M, T. Neste sistema, a dimensão da unidade derivada Q tem a seguinte forma:

Sistemas de unidades cujas unidades derivadas são formadas de acordo com a fórmula acima são chamados consistentes ou coerentes.

O conceito de dimensão é amplamente utilizado em física, engenharia e prática metrológica ao verificar a correção de fórmulas de cálculo complexas e elucidar a dependência entre PV.

Na prática, muitas vezes é necessário usar quantidades adimensionais.

Um PV adimensional é uma grandeza cuja dimensão inclui as grandezas principais à potência igual a 0. No entanto, deve-se entender que grandezas adimensionais em um sistema de unidades podem ter dimensão em outro sistema. Por exemplo, a permissividade absoluta em um sistema eletrostático é adimensional, enquanto em um sistema eletromagnético sua dimensão é L~2T 2, e no sistema L M T I sua dimensão é L-3 M - "T 4P.

Unidades de uma ou outra grandeza física, via de regra, estão associadas a medidas. O tamanho da unidade da quantidade física medida é assumido como sendo igual ao tamanho da quantidade reproduzida pela medida. No entanto, na prática, uma unidade acaba sendo inconveniente para medir tamanhos grandes e pequenos de uma determinada quantidade.

Portanto, várias unidades são usadas, que estão em razões múltiplas e submúltiplas entre si.

Um múltiplo de uma unidade PV é uma unidade que é um número inteiro de vezes maior que a unidade base ou derivada.

Uma unidade PV fracionária é uma unidade que é um número inteiro de vezes menor que a unidade principal ou derivada.

Unidades múltiplas e submúltiplas de PV são formadas devido aos prefixos correspondentes às unidades básicas. Esses prefixos são fornecidos na Tabela 1.1.

As unidades de grandeza começaram a aparecer a partir do momento em que uma pessoa tinha a necessidade de expressar algo quantitativamente. Inicialmente, as unidades de grandezas físicas eram escolhidas de forma arbitrária, sem qualquer ligação entre si, o que criava dificuldades significativas.

Prefixos e multiplicadores SI para a formação de múltiplos decimais Multiplicador Em conexão com isso, o termo "unidade de quantidade física" foi introduzido.

A unidade do PV principal (unidade de quantidade) é uma quantidade física que, por definição, recebe um valor numérico igual a 1. As unidades do mesmo PV podem diferir em tamanho em sistemas diferentes. Por exemplo, metro, pé e polegada, sendo unidades de comprimento, têm tamanhos diferentes:

Com o desenvolvimento da tecnologia e das relações internacionais, as dificuldades em utilizar os resultados das medições expressas em diferentes unidades aumentaram e dificultaram o avanço científico e tecnológico. Surgiu a necessidade de criar um sistema unificado de unidades de quantidades físicas. O sistema de unidades fotovoltaicas é entendido como um conjunto de unidades fotovoltaicas básicas selecionadas independentemente umas das outras e unidades fotovoltaicas derivadas, que são obtidas das básicas com base nas dependências físicas.

Se o sistema de unidades de grandezas físicas não tiver nome próprio, geralmente é designado por suas unidades básicas, por exemplo, LMT.

PV derivado (valor derivado) - PV incluído no sistema e determinado através das principais grandezas deste sistema de acordo com as dependências físicas conhecidas. Por exemplo, a velocidade no sistema de quantidades L M T é determinada no caso geral pela equação onde v é a velocidade; / - distância; t - tempo.

Pela primeira vez, o conceito de sistema de unidades foi introduzido pelo cientista alemão K. Gauss, que propôs o princípio de sua construção. De acordo com este princípio, as grandezas físicas básicas e suas unidades são estabelecidas primeiro. As unidades dessas quantidades físicas são chamadas básicas, porque são a base para a construção de todo o sistema de unidades de outras quantidades.

Inicialmente, foi criado um sistema de unidades baseado em três unidades: comprimento - massa - tempo (centímetro - grama - segundo (CGS).

Consideremos o mais difundido em todo o mundo e aceito em nosso país, o Sistema Internacional de Unidades SI, que contém sete unidades básicas e duas adicionais. As principais unidades FI deste sistema são apresentadas na Tabela 1. 1.2.

Quantidade física Dimensão Nome Designação Temperatura da corrente de massa Os PV adicionais são:

Ângulo plano expresso em radianos; radiano (rad, rad), igual ao ângulo entre dois raios de um círculo, cujo comprimento do arco entre os quais é igual ao raio;

O ângulo sólido, expresso em esterradianos, esterradianos (cp, sr), igual ao ângulo sólido com o vértice no centro da esfera, recortando na superfície da esfera uma área igual à área de um quadrado com lado igual ao raio da esfera.

As unidades derivadas do sistema SI são formadas usando as equações mais simples de conexão entre grandezas e sem nenhum coeficiente, pois este sistema é coerente e ^=1. Neste sistema, a dimensão da derivada PV [Q] é geralmente definida como segue:

onde [I] - unidade de comprimento, m; [M] - unidade de massa, kg; [T] - unidade de tempo, s; [ /] - unidade de intensidade de corrente, A; [Q] - unidade de temperatura termodinâmica, K; [U] - unidade de intensidade luminosa, cd; [N] - unidade de quantidade de substância, mol; a, (3, y, 8, e, co, X - inteiros positivos ou negativos, incluindo 0.

Por exemplo, a unidade de velocidade no sistema SI ficaria assim:

Como a expressão escrita para a dimensão da derivada do FW no sistema SI coincide com a relação entre a derivada do FW e as unidades do FW básico, é mais conveniente usar a expressão para as dimensões, ou seja,

Da mesma forma, a frequência do processo periódico F - T ~ 1 (Hz);

força - LMT 2; densidade - _3M; energia - L2M T~2.

De maneira semelhante, qualquer derivada do SI PV pode ser obtida.

Este sistema foi introduzido em nosso país em 1º de janeiro de 1982. Atualmente está em vigor o GOST 8.417 - 2002, que define as unidades básicas do sistema SI.

O metro é igual a 1650763,73 comprimentos de onda no vácuo de radiação correspondente à transição entre os níveis 2p o e 5d5 do átomo criptônio-86.

O quilograma é igual à massa do protótipo internacional do quilograma.

Um segundo é igual a 9.192.631.770 períodos de radiação correspondentes à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133.

O ampere é igual à intensidade da corrente imutável, que, ao passar por dois condutores retilíneos paralelos de comprimento infinito e área de seção transversal circular desprezível, localizados no vácuo a uma distância de 1 m um do outro, causaria em cada seção da força de interação do condutor com 1 m de comprimento igual a 2-10-7 N.

Kelvin é igual a 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água. (A temperatura do ponto triplo da água é a temperatura do ponto de equilíbrio da água nas fases sólida (gelo), líquida e gasosa (vapor) 0,01 K ou 0,01 ° C acima do ponto de fusão do gelo).

O uso da escala Celsius (C) é permitido. A temperatura em °C é indicada pelo símbolo t:

onde T0 é 273,15 K.

Então t = 0 em T = 273,15.

Um mol é igual à quantidade de substância de um sistema contendo tantos elementos estruturais quantos são os átomos de carbono de-12 pesando 0,012 kg.

A candela é igual à intensidade da luz em uma determinada direção de uma fonte que emite radiação monocromática com uma frequência de 540 101 Hz, cuja intensidade de energia nessa direção é 1/683 W/sr.

Além das unidades do sistema do sistema SI, em nosso país é legalizado o uso de algumas unidades não-sistema convenientes para a prática e tradicionalmente usadas para medição:

pressão - atmosfera (9,8 N/cm 2), bar, mm de mercúrio;

comprimento - polegada (25,4 mm), angstrom (10~sh m);

potência - quilowatt-hora;

tempo - hora (3 600 s), etc.

Além disso, são usados ​​PVs logarítmicos - o logaritmo (decimal ou natural) da razão adimensional dos PVs de mesmo nome. O PV logarítmico é usado para expressar pressão sonora, amplificação, atenuação. A unidade do PV logarítmico - bel (B) - é determinada pela fórmula onde P2 e P\ são grandezas de energia de mesmo nome: potência, energia.

Para grandezas de "potência" (tensão, corrente, pressão, intensidade de campo), o bel é determinado pela fórmula Uma unidade fracionária de um bel é um decibel (dB):

PVs relativos, relações adimensionais de dois PVs de mesmo nome, receberam ampla aplicação. Eles são expressos em porcentagem (%), unidades adimensionais.

Na tabela. 1.3 e 1.4 são exemplos de unidades derivadas do SI, cujos nomes são formados a partir dos nomes das unidades básicas e adicionais e têm nomes especiais.

Existem certas regras para escrever símbolos de unidades. Ao escrever as designações de unidades derivadas de circulação, Tabela 1. Exemplos de unidades derivadas do SI, cujos nomes são formados a partir dos nomes das unidades básicas e adicionais Unidades derivadas do SI com nomes especiais carga elétrica) tensão, potencial elétrico, diferença de potencial elétrico , capacitância de força eletromotriz, resistência de indução de filamento, fluxo magnético, pontos de indutância mútua mi, estando na linha do meio como um sinal de multiplicação "...". Por exemplo: N m (leia "newton metro"), A - m 2 (ampère metro quadrado), N - s / m 2 (newton segundo por metro quadrado). A expressão mais comum é na forma de um produto de designações de unidades elevadas à potência apropriada, por exemplo, m2-C "".

Quando o nome corresponde ao produto de unidades com prefixos múltiplos ou submúltiplos, recomenda-se anexar o prefixo ao nome da primeira unidade incluída no trabalho. Por exemplo, 103 unidades de momento de força - novos ton-metros devem ser chamados de "quiloton-metro" e não "novo ton-quilômetro". Isto é escrito da seguinte forma: kN m, não N km.

1. O que é uma grandeza física?

2. Por que as quantidades são chamadas físicas?

3. O que significa o tamanho do PV?

4. O que significa o valor verdadeiro e real de PV?

5. O que significa PV adimensional?

6. Como uma unidade múltipla de valor PV difere de uma fracionária?

7. Indique a resposta correta para as seguintes perguntas:

A unidade SI de volume é:

1 litro; 2) galão; 3) barril; 4) metro cúbico; 5) onça;

A unidade SI para temperatura é:

1) graus Fahrenheit; 2) graus Celsius; 3) Kelvin, 4) grau Rankine;

A unidade de massa do SI é:

1 tonelada; 2) quilate; 3) quilograma; 4) libra; 5) onça, 8. Sem olhar para o material coberto, escreva na coluna os nomes das principais grandezas físicas do Sistema Internacional de Unidades SI, seus nomes e símbolos, 9. Cite as unidades não sistêmicas conhecidas de grandezas físicas que são legalizadas e amplamente utilizadas em nosso país, 10 Tente usar a Tabela 1.1 para atribuir prefixos às unidades básicas e derivadas de grandezas físicas e lembre-se da mais comum em engenharia de potência para medir grandezas elétricas e magnéticas, 1.3. Reprodução e transmissão de dimensões Como já mencionado, a metrologia é uma ciência que se preocupa principalmente com as medições.

Medição - encontrar o valor de PV empiricamente com a ajuda de meios técnicos especiais.

A medição inclui várias operações, após a conclusão das quais é obtido um determinado resultado, que é o resultado da medição (medições diretas) ou os dados iniciais para obter o resultado da observação (medições indiretas) A medição inclui a observação.

Observação durante a medição - uma operação experimental realizada durante as medições, como resultado da qual um valor é obtido a partir de um grupo de valores de quantidade que estão sujeitos a processamento conjunto para obter um resultado de medição.

para usar, é necessário garantir a uniformidade das medições.

A unidade de medidas é um estado de medidas em que os resultados das medidas são expressos em unidades legais e seu erro é conhecido com uma determinada probabilidade. Também foi apontado que a medição é a determinação do valor do PV por experiência usando meios técnicos especiais - instrumentos de medição (SI). Escala PV, reprodução, armazenamento e transmissão de unidades PV, Escala PV - uma sequência de valores atribuído de acordo com as regras adotadas por acordo, sequências do mesmo PV de vários tamanhos (por exemplo, a escala de um termômetro médico ou balanças).

A reprodução, armazenamento e transmissão dos tamanhos das unidades fotovoltaicas é realizada usando padrões. O elo mais alto na cadeia de transferência dos tamanhos das unidades fotovoltaicas são os padrões, padrões primários e padrões de cópia.

O eta primário, yun, é um padrão que garante a reprodução da unidade com a maior precisão do país (comparada com outros padrões da mesma unidade).

Padrão secundário - um padrão cujo valor é definido de acordo com o padrão primário.

Um padrão especial é um padrão que garante a reprodução de uma unidade sob condições especiais e substitui o padrão primário para essas condições.

Padrão estadual - um padrão primário ou especial, oficialmente aprovado como o al I inicial do país.

O padrão-testemunha é um padrão secundário projetado para verificar a segurança do padrão estadual e substituí-lo em caso de dano ou perda.

Cópia padrão - um padrão secundário projetado para transferir os tamanhos das unidades para os padrões de trabalho.

Padrão de comparação - um padrão secundário usado para comparar padrões que, por uma razão ou outra, não podem ser comparados diretamente entre si.

Padrão de trabalho - o padrão usado para transmitir o tamanho da unidade para o SI de trabalho.

Padrão de unidade - um instrumento de medição (ou um conjunto de instrumentos de medição) que fornece reprodução e (ou) armazenamento de uma unidade para transferir seu tamanho para instrumentos de medição inferiores no esquema de verificação, feitos de acordo com uma especificação especial e oficialmente aprovados em da maneira prescrita como padrão.

Instalação de referência - uma instalação de medição incluída no complexo SI, aprovada como padrão.

O principal objetivo dos padrões é fornecer a base material e técnica para a reprodução e armazenamento de unidades fotovoltaicas. Eles são sistematizados por unidades reproduzíveis:

As unidades básicas do FI do sistema SI Internacional devem ser reproduzidas centralmente com a ajuda de Normas Estaduais;

Unidades adicionais, derivadas e, se necessário, fora do sistema de PV, com base na viabilidade técnica e econômica, são reproduzidas de duas maneiras:

1) centralmente com a ajuda de um único padrão estadual para todo o país;

2) descentralizado por meio de medições indiretas realizadas nos órgãos do serviço metrológico utilizando padrões de trabalho.

A maioria das unidades derivadas mais importantes do Sistema Internacional de Unidades SI são reproduzidas centralmente:

newton - força (1 N = 1 kg - m s ~ 2);

joule - energia, trabalho (1 J = 1 N m);

pascal - pressão (1 Pa = 1 N m~2);

ohm - resistência elétrica;

volt é a tensão elétrica.

As unidades são reproduzidas de forma descentralizada, cujo tamanho não pode ser transmitido por comparação direta com um padrão (por exemplo, uma unidade de área) ou se a verificação de medidas por medições indiretas for mais simples do que a comparação com um padrão e fornecer as precisão (por exemplo, uma unidade de capacidade e volume). Ao mesmo tempo, são criadas instalações de verificação da mais alta precisão.

Os padrões estaduais são armazenados nos institutos metrológicos relevantes da Federação Russa. De acordo com a decisão atual do Padrão Estadual da Federação Russa, eles podem ser armazenados e usados ​​nos órgãos dos serviços metrológicos departamentais.

Além dos padrões nacionais de unidades fotovoltaicas, existem padrões internacionais armazenados no International Bureau of Weights and Measures. Sob os auspícios do Bureau Internacional de Pesos e Medidas, é realizada uma comparação internacional sistemática das normas nacionais dos maiores laboratórios metrológicos com as normas internacionais e entre si. Assim, por exemplo, o et & ton do metro e do quilograma são comparados uma vez a cada 25 anos, os padrões de tensão elétrica, resistência e luz - uma vez a cada 3 anos.

A maioria dos padrões são instalações físicas complexas e muito caras que exigem as mais altas qualificações para sua manutenção e o uso de cientistas para garantir sua operação, aprimoramento e armazenamento.

Considere exemplos de alguns padrões estaduais.

Até 1960, o padrão de metro seguinte atuava como um padrão de comprimento. O metro foi definido como a distância a 0°C entre os eixos de dois traços adjacentes, marcados em uma barra de platina-irídio mantida no Bureau Internacional de Medidas e Pesos, desde que esta régua esteja em pressão normal e apoiada por dois rolos com um diâmetro não inferior a 1 cm, localizados simetricamente em um plano longitudinal a uma distância de 571 mm um do outro.

A exigência de maior precisão (uma barra de platina-irídio não permite reproduzir um medidor com erro inferior a 0,1 μm), bem como a viabilidade de estabelecer um padrão natural e adimensional, levou à criação em 1960 de um novo padrão que ainda é válido medidor, cuja precisão é uma ordem de grandeza maior do que o antigo.

No novo padrão, o não metro é definido como um comprimento igual a 1.650.763,73 comprimentos de onda no vácuo de radiação correspondente à transição entre os níveis 2p C e 5d5 do átomo de criptônio-86. O princípio físico do padrão é determinar a radiação da energia luminosa durante a transição de um átomo de um nível de energia para outro.

O local de armazenamento do padrão do medidor é VY IIM im. D. I. Mendeleev.

O desvio padrão (RMS) da reprodução de uma unidade de um metro não excede 5 10 ~ 9 m.

O padrão está sendo constantemente aprimorado para aumentar a precisão, estabilidade e confiabilidade, levando em consideração as últimas conquistas da física.

O padrão primário de estado da massa de RF (quilograma) é armazenado no VN I M im. D. I. Mendeleev. Garante a reprodução de uma unidade de massa de 1 kg com um RMS não superior a 3 10~8 kg. A composição do padrão primário estadual do quilograma inclui:

Uma cópia do protótipo internacional do quilograma - protótipo de platina-irídio nº 12, que é um peso na forma de um cilindro com nervuras arredondadas com diâmetro de 39 mm e altura de 39 mm;

Balanças de referência nº 1 e nº 2 para 1 kg com controle remoto para transferir o tamanho de uma unidade de massa do protótipo nº para padrões de cópia e de padrões de cópia para padrões de trabalho.

A unidade padrão de intensidade de corrente elétrica é armazenada em VN E IM neles. D. I. Mendeleev. Consiste em uma escala de corrente e aparelho para transmitir o tamanho de uma unidade de força de corrente, que inclui uma bobina de resistência elétrica, que recebeu o valor de resistência do padrão primário da unidade de resistência elétrica - ohm.

O desvio padrão do erro de reprodução não excede 4-10~6, o erro sistemático não excluído não excede 8 10~6.

O padrão da unidade de temperatura é uma configuração muito complexa. A medição de temperatura na faixa de 0,01 ... 0,8 K é realizada na escala de temperatura do termômetro de suscetibilidade magnética TSh TM V. Na faixa de 0,8 ... 1,5 K, é utilizada a escala de hélio-3 (3He), com base na dependência da pressão de vapores saturados de hélio-3 na temperatura. Na faixa de 1,5 a 4,2 K, a escala de hélio-4 (4H) é usada, com base no mesmo princípio.

Na faixa de 4,2 ... 13,81 K, a temperatura é medida na escala de um termômetro de resistência de germânio T Sh GTS. Na faixa de 13,81 ... 6300 K, a escala prática internacional M P TSh -68 é usada, com base em vários estados de equilíbrio reprodutíveis de várias substâncias.

A transferência de tamanhos de unidade do padrão primário para medidas de trabalho e instrumentos de medição é realizada com a ajuda de padrões de bits.

Um padrão de descarga é uma medida, um transdutor de medição ou um dispositivo de medição que serve para verificar outros instrumentos de medição em relação a eles e é aprovado pelos órgãos do Serviço Metrológico do Estado.

A transferência de dimensões do padrão correspondente para os instrumentos de medição de trabalho (RSI) é realizada de acordo com o esquema de verificação.

Um esquema de verificação é um documento devidamente aprovado que estabelece os meios, métodos e precisão para transferir o tamanho de uma unidade de um padrão para um SI de trabalho.

O esquema para transferir tamanhos (cadeia metrológica) de padrões para SI de trabalho (padrão primário - cópia padrão - padrões de bits - "SI de trabalho") é mostrado na fig. 1.2.

Existe uma subordinação entre os padrões de bits:

os padrões da primeira categoria são verificados diretamente em relação aos padrões de cópia; padrões da segunda categoria - de acordo com os padrões da 1ª categoria, sim, etc.

Instrumentos de medição de trabalho separados da mais alta precisão podem ser verificados por padrões de cópia, a mais alta precisão - pelos padrões da 1ª categoria.

Os padrões de descarga estão localizados nos institutos metrológicos do Serviço Metrológico do Estado (MS), bem como no município. 1.2. Esquema de transferência das dimensões de laboratórios fixos de EM específicos da indústria, que, na forma prescrita, receberam o direito de calibrar SI.

SI como padrão de descarga são aprovados pelo Ministério das Relações Internacionais do Estado. Para garantir a transmissão correta das dimensões fotovoltaicas em todos os elos da cadeia metrológica, uma certa ordem deve ser estabelecida. Esta ordem é dada nas tabelas de verificação.

A regulamentação sobre esquemas de verificação é estabelecida pelo GOST 8.061 - “GSI. Esquemas de verificação. Conteúdo e construção.

Existem esquemas de verificação do Estado e locais (órgãos regionais individuais do Estado MS ou MS departamental). Os esquemas de verificação contêm uma parte de texto e os desenhos e diagramas necessários.

A adesão estrita aos esquemas de verificação e a verificação oportuna dos padrões de descarga são condições necessárias para transferir tamanhos confiáveis ​​de unidades de grandezas físicas para instrumentos de medição em funcionamento.

Diretamente para realizar medições em ciência e tecnologia, são usados ​​instrumentos de medição de trabalho.

O meio de medição de trabalho é C I, usado para medições não relacionadas à transferência de dimensões.

1. Qual é a unidade padrão de grandeza física?

2. Qual é o objetivo principal dos padrões?

3. Em que princípios se baseia a unidade padrão de comprimento?

4. O que é um esquema de verificação?

Do ponto de vista da teoria da informação, a medição é um processo que visa reduzir a entropia do objeto medido. A entropia é uma medida da incerteza do nosso conhecimento sobre o objeto de medição.

No processo de medição, reduzimos a entropia do objeto, ou seja,

obter informações adicionais sobre o objeto.

As informações de medição são informações sobre os valores do PV medido.

Essas informações são chamadas de informações de medição, pois são obtidas como resultado de medições. Assim, medir é encontrar o valor do PV por experiência, que consiste em comparar o PV medido com sua unidade usando meios técnicos especiais, que muitas vezes são chamados de instrumentos de medição.

Os métodos e meios técnicos utilizados nas medições não são ideais, e os órgãos de percepção do experimentador não conseguem perceber perfeitamente as leituras dos instrumentos. Portanto, após a conclusão do processo de medição, permanece alguma incerteza em nosso conhecimento sobre o objeto de medição, ou seja, é impossível obter o verdadeiro valor do PV. A incerteza residual do nosso conhecimento sobre o objeto medido pode ser caracterizada por várias medidas de incerteza. Na prática metrológica, a entropia praticamente não é utilizada (com exceção de medições analíticas). Na teoria das medições, a medida de incerteza no resultado das medições é o erro no resultado das observações.

O erro do resultado da medição, ou erro de medição, é entendido como o desvio do resultado da medição em relação ao valor real da grandeza física medida.

Está escrito da seguinte forma:

onde X tm - resultado da medição; X - valor verdadeiro de PV.

No entanto, como o verdadeiro valor do PV permanece desconhecido, o erro de medição também é desconhecido. Portanto, na prática, lida-se com valores aproximados do erro ou com suas chamadas estimativas. Em vez do valor real do VF, seu valor real é substituído na fórmula para estimar o erro. O valor real do PV é entendido como o seu valor, obtido empiricamente e tão próximo do valor real que para este fim pode ser utilizado em seu lugar.

Assim, a fórmula para estimar o erro tem a seguinte forma:

onde XL é o valor real do PV.

Assim, quanto menor o erro, mais precisas as medições.

Precisão da medição - a qualidade das medições, refletindo a proximidade de seus resultados com o valor real do valor medido. Numericamente, é o inverso do erro de medição, por exemplo, se o erro de medição for 0,0001, a precisão será 10.000.

Quais são os principais motivos do erro?

Quatro grupos principais de erros de medição podem ser distinguidos:

1) erros devidos aos procedimentos de medição (erro do método de medição);

2) erro dos instrumentos de medição;

3) o erro dos órgãos dos sentidos dos observadores (erros pessoais);

4) erros devido à influência das condições de medição.

Todos esses erros dão o erro de medição total.

Na metrologia, costuma-se subdividir o erro total de medição em dois componentes: erros aleatórios e sistemáticos.

Esses componentes são diferentes em sua essência física e manifestação.

Erro de medição aleatório - um componente do erro de resultados de medição, mudando aleatoriamente (em sinal e valor) em observações repetidas realizadas com o mesmo rigor do mesmo PV inalterado (determinado).

O componente aleatório do erro total caracteriza a qualidade das medidas como sua precisão. O erro aleatório do resultado da medição é caracterizado pela chamada dispersão D. É expresso pelo quadrado das unidades do PV medido.

Como isso é inconveniente, na prática, o erro aleatório costuma ser caracterizado pelo chamado desvio padrão. Matematicamente, o desvio padrão é expresso como a raiz quadrada da variância:

O desvio padrão do resultado da medição caracteriza a dispersão dos resultados da medição. Isso pode ser explicado da seguinte forma. Se você apontar seu rifle para um ponto, fixá-lo rigidamente e disparar alguns tiros, nem todas as balas atingirão esse ponto. Eles estarão localizados perto do ponto de mira. O grau de sua propagação a partir do ponto especificado será caracterizado pelo desvio padrão.

Erro de medição sistemático - um componente do erro do resultado da medição, que permanece constante ou muda regularmente durante observações repetidas do mesmo PV inalterado. Este componente do erro total caracteriza a qualidade das medidas como sua exatidão.

No caso geral, esses dois componentes estão sempre presentes nos resultados da medição. Na prática, muitas vezes acontece que um deles excede significativamente o outro. Nesses casos, o componente menor é desprezado. Por exemplo, nas medições realizadas com régua ou fita métrica, em regra, predomina a componente aleatória do erro, enquanto a componente sistemática é pequena e é desprezada. O componente aleatório neste caso é explicado pelos seguintes motivos principais: imprecisão (inclinação) da fita métrica (régua), imprecisão de definir o início da contagem, mudança no ângulo de observação, fadiga ocular, mudança na iluminação.

Um erro sistemático surge devido à imperfeição do método de execução das medições, erros nos instrumentos de medição, conhecimento impreciso do modelo matemático das medições, influência das condições, erros na calibração e verificação dos instrumentos de medição e motivos pessoais.

Como os erros aleatórios nos resultados de medição são variáveis ​​aleatórias, seu processamento é baseado nos métodos da teoria da probabilidade e da estatística matemática.

O erro aleatório caracteriza uma qualidade como a precisão das medições, e o erro sistemático caracteriza a exatidão das medições.

De acordo com sua expressão, o erro de medição pode ser absoluto e relativo.

Erro absoluto - um erro expresso em unidades do valor medido. Por exemplo, o erro na medição de uma massa de 5 kg é de 0,0001 kg. Está marcado D.

O erro relativo é uma grandeza adimensional, determinada pela razão entre o erro absoluto e o valor real do PV medido, podendo ser expresso em porcentagem (%). Por exemplo, o erro relativo na medição da massa de 5 kg é Q'QQQl _ 0,00002 ou 0,002%. Às vezes, a razão entre o erro absoluto e o valor máximo do PV que pode ser medido pelo MI dado (o limite superior da escala do instrumento) é tomado. Nesse caso, o erro relativo é chamado de reduzido.

O erro relativo é designado 8 e é definido da seguinte forma:

onde D é o erro absoluto do resultado da medição; Xs - valor real de PV; Xtm - o resultado da medição do EF.

Como Xs \u003d Xtm (ou muito pouco difere dele), na prática geralmente é aceito. Além de erros de medição aleatórios e sistemáticos, existe o chamado erro de medição bruto. E sim, na literatura, esse erro é chamado de miss. O erro bruto de um resultado de medição é um erro significativamente maior do que o esperado.

Como já observado, no caso geral, ambos os componentes do erro total de medição se manifestam simultaneamente:

aleatório e sistemático, portanto, onde: D - erro total de medição; D é o componente aleatório do erro de medição; 0 é o componente sistemático do erro de medição.

Os tipos de medições são geralmente classificados de acordo com os seguintes critérios:

característica de precisão - igualmente precisa e, desigual (igualmente espalhada, desigualmente espalhada e);

número de medições - simples, múltiplas;

relação à mudança no valor medido - estático, dinâmico;

finalidade metrológica - metrológica, técnica;

expressão do resultado da medição - absoluta, relativa;

métodos gerais para obtenção de resultados de medição - diretos, indiretos, conjuntos, cumulativos.

Medições equivalentes - uma série de medições de qualquer valor, feitas com a mesma precisão do SI e nas mesmas condições.

Medições desiguais - uma série de medições de algum valor, realizadas por vários instrumentos de medição com precisão diferente e (ou) sob condições diferentes.

Medição única - medição realizada uma vez.

Medições múltiplas - medições do mesmo tamanho de PV, cujo resultado é obtido a partir de várias observações consecutivas, ou seja, consistindo de um número de medições únicas.

Medição direta - medição do PV, realizada por método direto, no qual o valor desejado do PV é obtido diretamente dos dados experimentais. A medição direta é realizada pela comparação experimental do PV medido com uma medida desse valor ou pela leitura das leituras do SI em uma balança ou dispositivo digital.

Por exemplo, medir comprimento, altura com régua, tensão com voltímetro, massa com balança.

Medição indireta - uma medição realizada por um método indireto, em que o valor desejado do FC é encontrado com base no resultado de uma medição direta de outro FC, relacionado funcionalmente ao valor desejado por uma relação conhecida entre este FC e o valor obtido por medição direta. Por exemplo:

determinação de área, volume medindo comprimento, largura, altura; energia elétrica - pelo método de medição de corrente e tensão, etc.

Medições cumulativas são medições simultâneas de várias quantidades de mesmo nome, nas quais os valores desejados das quantidades são determinados resolvendo um sistema de equações obtido medindo várias combinações dessas quantidades.

EXEMPLO: O valor da massa dos pesos individuais do conjunto é determinado pelo valor conhecido da massa de um dos pesos e pelos resultados das medições (comparações) das massas de várias combinações de pesos.

Existem pesos com massas m e mb/u3:

onde L/] 2 é a massa dos pesos W e m2", M, 2 3 é a massa dos pesos m e m2 tg.

Esta é muitas vezes a maneira de melhorar a precisão dos resultados da medição.

Medições conjuntas são medições simultâneas de duas ou mais grandezas físicas não idênticas para determinar a relação entre elas.

Como já mencionado, a medição é o processo de encontrar os valores de uma grandeza física. Assim, uma quantidade física é um objeto de medição. Além disso, deve-se ter em mente que uma quantidade física é entendida como tal quantidade, cujo tamanho pode ser determinado por métodos físicos. É por isso que a quantidade é chamada de física.

O valor de uma grandeza física é determinado usando instrumentos de medição por um determinado método. O método de medição é entendido como um conjunto de métodos para utilização dos princípios e meios de medição. Os seguintes métodos de medição são distinguidos:

método de avaliação direta - um método no qual o valor de uma quantidade é determinado diretamente pelo dispositivo de relatório do dispositivo de medição (medição de comprimento usando uma régua, massa - usando escalas de mola, pressão - usando um manômetro etc.);

método de comparação com uma medida - um método de medição no qual o valor medido é comparado com o valor reproduzido pela medida (medindo a distância entre as peças usando um calibrador de folgas, medindo a massa em uma balança usando pesos, medindo o comprimento com a ajuda de medidores, etc.);

método de oposição - um método de comparação com uma medida, em que o valor medido e o valor reproduzido pela medida afetam simultaneamente o dispositivo de comparação, com a ajuda do qual a razão entre essas quantidades é estabelecida (medição de massa em balanças de braços iguais com a colocação da massa medida e pesos equilibrando-a em duas balanças);

método diferencial - um método de comparação com uma medida, no qual o instrumento de medição é afetado pela diferença entre os valores medidos e conhecidos, reproduzidos pela medida (medição de comprimento por comparação com uma medida exemplar em um comparador - uma ferramenta de comparação projetada para comparar medidas de quantidades homogêneas);

método zero - um método de comparação com uma medida, no qual o efeito resultante do impacto das quantidades no dispositivo de comparação é reduzido a zero (medição da resistência elétrica por uma ponte com seu balanceamento total);

método de substituição - método de comparação com uma medida, no qual o valor medido é misturado com um valor conhecido, reprodutível pela medida (pesagem com colocação alternada da massa e pesos medidos no mesmo prato da balança);

método de coincidência - um método de comparação com uma medida em que a diferença entre o valor medido e o valor reproduzido pela medida é medida usando coincidência de marcas de escala ou sinais periódicos (medição de comprimento usando um paquímetro de bússola com um vernier ao observar a coincidência de marcas na escala w paquímetro tangente e vernier; medição da velocidade de rotação usando um estroboscópio, quando a posição de qualquer marca em um objeto em rotação está alinhada com uma marca na parte não rotativa de uma determinada frequência de flash do estroboscópio).

Além dos métodos mencionados, existem métodos de medição com e sem contato.

O método de medição por contato é um método de medição baseado no fato de que o elemento sensível do dispositivo é colocado em contato com o objeto de medição. Por exemplo, medindo as dimensões de um furo com um paquímetro ou um indicador dentro do medidor.

Um método de medição sem contato é um método de medição baseado no fato de que o elemento sensível do instrumento de medição não é colocado em contato com o objeto de medição. Por exemplo, medindo a distância de um objeto usando um radar, medindo parâmetros de rosca usando um microscópio instrumental.

Assim, tratamos (esperamos) de algumas disposições da metrologia associadas a unidades de grandezas físicas, sistemas de unidades de grandezas físicas, grupos de erros no resultado de medições e, por fim, aos tipos e métodos de medição .

Chegamos a uma das seções mais importantes da ciência da medição - o processamento dos resultados da medição. De fato, o resultado da medição e seu erro dependem de qual método de medição escolhemos, o que medimos, como medimos. Mas sem processar esses resultados, não poderemos determinar o valor numérico do valor medido, para tirar qualquer conclusão específica.

Em geral, o processamento de resultados de medição é uma etapa responsável e às vezes difícil na preparação de uma resposta à pergunta sobre o valor real do parâmetro medido (quantidade física). Isso inclui a determinação do valor médio do valor medido e sua dispersão, e a determinação de intervalos de confiança de erros, a determinação e exclusão de erros grosseiros, a avaliação e análise de erros sistemáticos, etc. Mais detalhes sobre essas questões podem ser encontrados em outra literatura. Aqui, consideramos apenas os primeiros passos realizados no processamento dos resultados de medições igualmente precisas, que obedecem à lei de distribuição normal.

Como já foi apontado, é impossível, em princípio, determinar o verdadeiro valor de uma grandeza física a partir dos resultados de sua medição. Com base nos resultados da medição, pode-se obter uma estimativa desse valor verdadeiro (seu valor médio) eq e a faixa dentro da qual o valor desejado está localizado com a probabilidade de confiança aceita. Em outras palavras, se a probabilidade de confiança aceita é igual a 0,95, então o valor verdadeiro da grandeza física medida com uma probabilidade de 95% está dentro de um certo intervalo dos resultados de todas as medições.

A tarefa final de processar os resultados de quaisquer medições é obter uma estimativa do valor real da quantidade física medida, denotada por Q, e a faixa de valores dentro da qual essa estimativa está localizada com o nível de confiança aceito.

Para resultados de medição igualmente precisos (dispersos uniformemente), esta estimativa é a média aritmética da quantidade medida de n resultados únicos:

onde n é o número de medições simples seguidas; Xi - resultados da medição.

Para determinar o intervalo (intervalo de confiança) de variação do valor médio da grandeza física medida, é necessário conhecer a lei de sua distribuição e a lei de distribuição do erro dos resultados da medição. Na prática metrológica, geralmente são usadas as seguintes leis de distribuição dos resultados de medição e seus erros: normal, uniforme, triangular e trapezoidal.

Consideremos o caso em que a dispersão dos resultados da medição obedece à lei da distribuição normal e os resultados da medição são igualmente precisos.

Na primeira etapa do processamento dos resultados da medição, é avaliada a presença de erros grosseiros (erros). Para isso, é determinado o erro quadrático médio dos resultados de medições únicas em uma série de medições (S K P). Em vez do termo S K P, o termo "desvio padrão", denotado pelo símbolo S, é amplamente utilizado em os erros, S K P e RMS são a mesma estimativa da dispersão dos resultados de medições individuais.

Para avaliar a presença de erros grosseiros, é utilizada a determinação dos limites de confiança do erro do resultado da medição.

No caso de uma lei de distribuição normal, eles são calculados como onde t é um coeficiente dependendo da probabilidade de confiança P e do número de medições (selecionadas nas tabelas).

Se entre os resultados da medição houver aqueles cujos valores ultrapassam os limites de confiança, ou seja, mais ou menos que o valor médio de x por 35, então eles são erros grosseiros e são excluídos de outras considerações.

A precisão dos resultados das observações e cálculos subsequentes durante o processamento de dados devem ser consistentes com a precisão exigida dos resultados da medição. O erro dos resultados da medição deve ser expresso em no máximo dois algarismos significativos.

Ao processar os resultados das observações, as regras de cálculos aproximados devem ser usadas e o arredondamento deve ser realizado de acordo com as seguintes regras.

1. O resultado da medição deve ser arredondado de forma que termine com um número da mesma ordem do erro. Se o valor do resultado da medição terminar em zeros, então zero é descartado para o bit que corresponde ao bit do erro.

Por exemplo: erro D = ±0,0005 m.

Após os cálculos, os seguintes resultados de medição foram obtidos:

2. Se o primeiro dos dígitos substituídos por zero ou descartados (da esquerda para a direita) for menor que 5, os dígitos restantes não serão alterados.

Por exemplo: D = 0,06; X - 2,3641 = 2,36.

3. Se o primeiro dos dígitos substituídos ou descartados por zero for igual a 5 e não for seguido por nenhum dígito ou zero, o arredondamento será realizado para o número par mais próximo, ou seja, o último dígito par ou zero restante permanece inalterado, o ímpar é aumentado por /:

Por exemplo: D = ±0,25;

4. Se o primeiro dos dígitos substituídos ou descartados por zero for maior ou igual a 5, mas seguido por um dígito diferente de zero, o último dígito restante será aumentado em 1.

Por exemplo: D = ±1 2; X x \u003d 236,51 \u003d 237.

Análise e processamento adicionais dos resultados obtidos são realizados de acordo com GOST 8.207 - 80 GSI “Medições diretas com múltiplas observações. Métodos para Processar os Resultados das Observações”.

Considere um exemplo do processamento inicial dos resultados de medições simples do diâmetro do colo do eixo (Tabela 1.5), realizado com um micrômetro nas mesmas condições.

1. Organize os resultados obtidos em uma série monotonicamente crescente:

Xi;...10.03; 10,05; 10.07; 10,08; 10,09; 10.10; 10.12; 10.13; 10.16;

2. Determine a média aritmética dos resultados da medição:

3. Vamos determinar a raiz do erro quadrático médio dos resultados da medição na série resultante:

4. Determine o intervalo em que os resultados da medição serão localizados sem erros grosseiros:

5. Determinar a presença de erros: em nosso exemplo particular, os resultados da medição não apresentam erros e, consequentemente, todos eles são aceitos para processamento posterior.

Número da medida 10,08 10,09 10,03 10,10 10,16 10,13 10,05 10,30 10,07 10 Diâmetro do pescoço, mm Se 10,341 mm e menor que 9,885 mm, então eles teriam que ser excluídos e os valores de X e S deveriam ser determinados novamente.

1. Quais métodos de medição são usados ​​na indústria?

2. Qual é o propósito de processar os resultados da medição?

3. Como é determinada a média aritmética do valor medido?

4. Como é determinado o erro quadrático médio dos resultados de medições simples?

5. O que é uma série corrigida de medições?

6. Quantos dígitos significativos deve conter o erro de medição?

7. Quais são as regras para arredondar os resultados do cálculo?

8. Determinar a presença e excluir dos resultados de medições igualmente precisas da tensão na rede, realizadas por um voltímetro, erros grosseiros (os resultados das medições são apresentados em volts): 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. Arredonde os resultados da medição e anote-os, levando em consideração o erro:

1.5. Instrumentos de medição e controle Classificação dos instrumentos de medição e controle. Uma pessoa, praticamente tanto na vida cotidiana quanto nas atividades de trabalho, faz várias medições o tempo todo, muitas vezes sem pensar nisso. Ele mede cada passo com a natureza da estrada, sente calor ou frio, o nível de iluminação, usando um centímetro e mede o volume do peito para escolher roupas etc. Mas, é claro, somente com a ajuda de ferramentas especiais ele pode obter dados confiáveis ​​sobre esses ou outros parâmetros de que precisa.

A classificação dos meios de medição e controle de acordo com o tipo de grandezas físicas controladas inclui as seguintes grandezas principais; valores de peso, valores geométricos, valores mecânicos, pressões, quantidade, vazão, nível de substância, tempo e frequência, composição físico-química da matéria, grandezas térmicas, grandezas elétricas e magnéticas, grandezas radiotécnicas, radiação óptica, radiação ionizante, grandezas acústicas .

Cada tipo de grandezas físicas controladas, por sua vez, pode ser subdividido em tipos de grandezas controladas.

Assim, para grandezas elétricas e magnéticas, os principais tipos de instrumentos de medição e controle podem ser distinguidos: tensão, corrente, potência, deslocamento de fase, resistência, frequência, intensidade do campo magnético, etc.

Instrumentos de medição universais permitem medições de muitos parâmetros. Por exemplo, um multímetro amplamente utilizado na prática permite medir tensões diretas e alternadas, intensidade de corrente e valores de resistência. Na produção em massa, o trabalhador em seu local de trabalho geralmente precisa controlar apenas um ou um número limitado de parâmetros. Nesse caso, é mais conveniente para ele usar instrumentos de medição unidimensionais, cuja leitura dos resultados da medição é mais rápida e pode ser obtida com maior precisão. Assim, por exemplo, ao configurar estabilizadores de tensão, basta ter dois dispositivos independentes um do outro: um voltímetro para controlar a tensão de saída e um amperímetro para medir a corrente de carga na faixa de operação do estabilizador.

A automatização do processo de produção fez com que os controles automáticos fossem cada vez mais utilizados. Em muitos casos, eles fornecem informações apenas quando o parâmetro medido se desvia dos valores especificados. Os controles automáticos são classificados de acordo com o número de parâmetros a serem verificados, o grau de automação, o método de conversão do pulso de medição, o impacto no processo tecnológico e o uso de um computador.

Estes últimos estão cada vez mais incluídos na composição de vários dispositivos técnicos; eles permitem detectar avarias que ocorrem durante a operação, emiti-las a pedido do pessoal de operação e até mesmo apontar métodos para eliminar as avarias ocorridas, detectadas usando vários dispositivos de medição que fazem parte do próprio equipamento técnico. Portanto, ao realizar uma inspeção técnica periódica de um carro (e isso é previsto pelas regras relevantes), em vez de conectar diretamente instrumentos de medição a várias unidades, basta conectar apenas um dispositivo de medição e, na verdade, fixação na forma de um laptop ao qual o computador do carro (e pode até haver vários) dará todas as informações não apenas sobre o estado atual do equipamento do veículo, mas também as estatísticas das avarias ocorridas nos últimos meses. Deve-se notar que, devido ao fato de muitos dispositivos de medição que fazem parte do equipamento do veículo (ou outros dispositivos técnicos) funcionarem para a impressora, ela emite recomendações: remover, descartar, substituir por um novo. Computadores na forma de microprocessadores são incluídos diretamente em vários instrumentos de medição, por exemplo, osciloscópios, analisadores de espectro de sinal e medidores de distorção não lineares. Eles processam as informações medidas, lembram-se delas e as entregam ao operador de forma conveniente, não apenas durante as medições, mas também após algum tempo, a pedido do experimentador.

É possível classificar de acordo com o método de conversão do pulso de medição; métodos mecânicos, pneumáticos, hidráulicos, elétricos, acústicos ópticos, etc.

Praticamente em cada um dos métodos listados é possível executar a classificação adicional. Por exemplo, os métodos elétricos podem usar sinais de tensão DC ou AC, baixa frequência, alta frequência, sub-baixa frequência e assim por diante. Na medicina, são usados ​​métodos de transformação fluorográficos e fluoroscópicos. Ou a recém-aparecida ressonância magnética (tomografia computadorizada).

Tudo isso mostra na prática que não é realmente aconselhável realizar uma classificação abrangente de acordo com alguns princípios gerais. Ao mesmo tempo, devido ao fato de que nos últimos anos, os métodos eletrônicos e elétricos, a tecnologia computacional foram cada vez mais introduzidos no processo de medição de parâmetros de vários tipos, é necessário prestar mais atenção a esse método.

Os métodos elétricos de medição e controle tornam bastante fácil memorizar os resultados obtidos, processá-los estatisticamente, determinar o valor médio, a dispersão e prever os resultados de medição subsequentes.

E o uso da eletrônica possibilita a transmissão de resultados de medição por meio de canais de comunicação. Por exemplo, em carros modernos, as informações sobre a diminuição da pressão dos pneus (e isso é necessário para evitar informações de emergência) são transmitidas ao motorista por meio de um canal de rádio. Para fazer isso, em vez de um carretel, um sensor de pressão em miniatura com um transmissor de rádio é aparafusado no bocal da câmara do pneu, que transmite informações de uma roda giratória para uma antena fixa e depois para o painel de instrumentos do motorista. Com a ajuda do radar nos tipos de carros mais recentes, a distância até a frente do carro é determinada e, se ficar muito pequena, os freios são acionados automaticamente sem a participação do motorista. Na aviação, com a ajuda das chamadas caixas pretas (na verdade, são laranja brilhante para que sejam visíveis), são registradas informações sobre o modo de voo, a operação de todos os principais dispositivos da aeronave, o que torna possível, em caso de catástrofe, encontrar sua causa e tomar medidas para eliminar tais situações no futuro. Esses dispositivos, a pedido das seguradoras, começam a ser introduzidos em vários países e em automóveis. Canais de rádio para transmitir informações de medição de satélites lançados e mísseis balísticos são amplamente utilizados. Esta informação é processada automaticamente (os segundos desempenham o papel aqui) e no caso de um desvio da trajetória dada ou uma emergência, um comando é transmitido do solo para autodestruir o objeto lançado.

Diagramas de blocos generalizados de instrumentos de medição e controle.

Para criar e estudar sistemas de medição, são frequentemente utilizados instrumentos de medição individuais, os chamados diagramas de blocos gerais de instrumentos de medição e controle. Esses esquemas representam elementos individuais do instrumento de medição na forma de blocos simbólicos interligados por sinais que caracterizam grandezas físicas.

GOST 16263 - 70 define os seguintes elementos estruturais gerais de instrumentos de medição: sensíveis, elementos de conversão, circuito de medição, mecanismo de medição, dispositivo de leitura, escala, ponteiro, dispositivo de gravação (Fig. 1.3).

Quase todos os elementos do diagrama de blocos, exceto o elemento sensor (em alguns casos, também) operam nos princípios da engenharia elétrica e eletrônica.

O elemento sensível do instrumento de medição é o primeiro elemento transdutor, que é diretamente afetado pelo valor medido. Somente este elemento tem a capacidade de capturar alterações no valor medido.

Estruturalmente, os elementos sensíveis são muito diversos, alguns deles serão considerados mais adiante ao estudar os sensores. A principal tarefa do elemento sensível é gerar um sinal de informação de medição em uma forma conveniente para seu processamento posterior. Este sinal pode ser puramente mecânico, como mover ou girar. Mas o ideal é um sinal elétrico (tensão ou, menos frequentemente, corrente), que é submetido a um processamento adicional conveniente. Assim, por exemplo, ao medir a pressão (líquido, gás), o elemento sensível é uma membrana elástica corrugada. 1.3. O diagrama estrutural generalizado dos instrumentos de medição e controle do paraíso é deformado sob a influência da pressão, ou seja, a pressão é convertida em deslocamento linear. E medir o fluxo luminoso com um fotodiodo converte diretamente a intensidade do fluxo luminoso em tensão.

O elemento de conversão do instrumento de medição converte o sinal gerado pelo elemento sensível em uma forma conveniente para processamento posterior e transmissão através de um canal de comunicação. Assim, o elemento sensível anteriormente considerado para medição de pressão, na saída do qual o deslocamento linear requer a presença de um elemento transdutor, por exemplo, um sensor potenciométrico, que permite converter o deslocamento linear em uma tensão proporcional ao deslocamento.

Em alguns casos, é necessário aplicar vários conversores em série, cuja saída eventualmente será um sinal conveniente para uso. Nesses casos, fala-se do primeiro, segundo e outros conversores conectados em série. De fato, esse circuito serial de conversores é chamado de circuito de medição do instrumento de medição.

O indicador é necessário para emitir as informações de medição obtidas para o operador em uma forma conveniente para percepção. Dependendo da natureza do sinal que chega ao indicador do circuito de medição, o indicador pode ser feito com a ajuda de elementos mecânicos ou hidráulicos (por exemplo, um manômetro) e na forma (na maioria das vezes) de um elétrico voltímetro.

A própria informação pode ser apresentada ao operador de forma analógica ou discreta (digital). Nos indicadores analógicos, geralmente é representado por um ponteiro movendo-se ao longo de uma escala com valores impressos do valor medido (o exemplo mais simples é um relógio analógico) e muito menos frequentemente com um ponteiro estacionário com uma escala móvel. Indicadores digitais discretos fornecem informações na forma de dígitos decimais (o exemplo mais simples é um relógio com indicação digital). Os indicadores digitais permitem obter resultados de medição mais precisos em comparação com os analógicos, mas ao medir valores que mudam rapidamente, o operador no indicador digital vê os números piscando, enquanto no dispositivo analógico o movimento da seta é claramente visível. Assim, por exemplo, acabou por não usar velocímetros digitais nos carros.

Os resultados das medições podem, se necessário, ser armazenados na memória do dispositivo de medição, que geralmente são microprocessadores. Nestes casos, o operador pode, após algum tempo, recuperar da memória os resultados de medição anteriores de que necessita. Assim, por exemplo, em todas as locomotivas de transporte ferroviário existem dispositivos especiais que registram a velocidade do trem em diferentes seções da via. Essas informações são entregues nas estações finais e processadas para tomar medidas contra infratores de velocidade em diferentes trechos da estrada.

Em alguns casos, é necessário transmitir as informações medidas por uma longa distância. Por exemplo, rastreamento de satélites terrestres por centros especiais localizados em diferentes regiões do país. Essas informações são prontamente transmitidas ao ponto central, onde são processadas para controlar a movimentação dos satélites.

Para transferir informações, dependendo da distância, vários canais de comunicação podem ser usados ​​- cabos elétricos, guias de luz, canais infravermelhos (o exemplo mais simples é o controle remoto da TV usando um controle remoto), canais de rádio. As informações analógicas podem ser transmitidas em distâncias curtas. Por exemplo, em um carro, as informações sobre a pressão do óleo no sistema de lubrificação são transmitidas diretamente na forma de um sinal analógico por meio de fios do sensor de pressão para o indicador. Com canais de comunicação relativamente longos, é necessário usar a transmissão de informações digitais. Isso se deve ao fato de que ao transmitir um sinal analógico, seu enfraquecimento é inevitável devido à queda de tensão nos fios. Mas descobriu-se que era impossível transmitir informações digitais no sistema numérico decimal. É impossível definir um nível de tensão específico para cada dígito, por exemplo: dígito 2 - 2 V, dígito 3 - 3 V, etc. A única maneira aceitável acabou sendo usar o chamado sistema numérico binário, no qual existem apenas dois dígitos: zero e um. Eles podem estabelecer a relação zero - tensão zero e unidade - alguma diferente de zero. Não importa o quê. Pode ser 3 V e 10 V. Em todos os casos, corresponderá à unidade do sistema binário. A propósito, qualquer computador e calculadoras portáteis funcionam da mesma maneira no sistema binário. Circuitos especiais neles recodificam as informações decimais inseridas usando o teclado em binário e os resultados do cálculo da forma binária na forma decimal familiar para nós.

Embora muitas vezes digamos que algumas informações contêm uma grande quantidade de informações ou que praticamente não há informações aqui, não pensamos no fato de que as informações podem receber uma interpretação matemática bem definida. O conceito de medida quantitativa da informação foi introduzido pelo cientista americano C. Shannon, um dos fundadores da teoria da informação:

onde I é a quantidade de informação recebida; pn é a probabilidade para o receptor de informação de um evento após receber a informação; p é a probabilidade do receptor da informação do evento antes de receber a informação.

O logaritmo na base 2 pode ser calculado pela fórmula Se a informação for recebida sem erros, que em princípio podem estar na linha de comunicação, então a probabilidade de um evento no receptor da mensagem é igual a um. Então a fórmula para a avaliação quantitativa da informação terá uma forma mais simples:

Como unidade de medida da quantidade de informação, adota-se uma unidade denominada bit. Por exemplo, se com a ajuda de dispositivos for estabelecido que há tensão na saída de algum dispositivo (e há opções: há tensão ou não) e as probabilidades desses eventos são igualmente prováveis, ou seja, p = 0,5, então a quantidade de informação Determinar a quantidade de informação transmitida por um canal de comunicação é importante porque qualquer canal de comunicação pode transmitir informação a uma determinada taxa, medida em bits/s.

De acordo com um teorema chamado teorema de Shannon, para a transmissão correta de uma mensagem (informação) é necessário que a taxa de transferência de informação seja maior que o desempenho da fonte de informação. Assim, por exemplo, a taxa de transmissão padrão de uma imagem de televisão em formato digital (ou seja, é assim que funciona a televisão por satélite e a televisão terrestre também mudará para esse método nos próximos anos) é de 27.500 kbps. Deve-se ter em mente que, em alguns casos, informações importantes retiradas do osciloscópio (forma do sinal, escalas do instrumento, etc.) são transmitidas pelo canal de televisão. Como os canais de comunicação, sejam eles quais forem, possuem valores bem definidos da taxa máxima de transferência de informações, os sistemas de informação utilizam diversos métodos de compactação da quantidade de informações. Por exemplo, nem todas as informações podem ser transmitidas, mas apenas sua alteração. Para reduzir o volume de informações em algum processo contínuo, pode-se limitar a preparação para a transmissão de dados sobre esse processo por um canal de comunicação apenas em determinados momentos, realizando um levantamento e obtendo as chamadas amostras. Normalmente, a pesquisa é realizada em intervalos regulares T - o período da pesquisa.

A restauração na extremidade receptora do canal de comunicação de uma função contínua é realizada com a ajuda do processamento de interpolação, que geralmente é realizado automaticamente. Em um sistema de transmissão de dados usando amostras, uma fonte de sinal contínua é convertida em uma sequência de pulsos de diferentes amplitudes com o auxílio de uma chave eletrônica (modulador). Esses pulsos entram no canal de comunicação e, no lado receptor, um filtro escolhido de certa forma transforma a sequência de pulsos de volta em um sinal contínuo. A chave também recebe um sinal de um gerador de pulsos especial, que abre a chave em intervalos regulares T.

A possibilidade de restaurar a forma original do sinal a partir de amostras foi indicada no início da década de 1930 por Kotelnikov, que formulou o teorema que leva seu nome hoje.

Se o espectro da função Dz) for limitado, ou seja,

onde /max é a frequência máxima no espectro, e se a sondagem for realizada com uma frequência / = 2/max, então a função /(/) pode ser exatamente reconstruída a partir das amostras.

Características metrológicas de instrumentos de medição e controle. As propriedades mais importantes dos instrumentos de medição e controle são aquelas das quais depende a qualidade das informações de medição obtidas com sua ajuda. A qualidade das medições é caracterizada pela precisão, confiabilidade, exatidão, convergência e reprodutibilidade das medições, bem como pelo tamanho dos erros permitidos.

Características metrológicas (propriedades) de instrumentos de medição e controle são aquelas características que se destinam a avaliar o nível técnico e a qualidade de um instrumento de medição, determinar os resultados da medição e estimar as características do componente instrumental do erro de medição.

GOST 8.009 - 84 estabelece um conjunto de características metrológicas normalizadas de instrumentos de medição, que são selecionadas dentre as indicadas abaixo.

Características destinadas a determinar os resultados das medições (sem correção):

função de conversão do transmissor;

o valor de um único valor ou o valor de uma medida multivalorada;

o valor da divisão de escala de um instrumento de medição ou uma medida multivalorada;

tipo de código de saída, número de bits de código.

Características dos erros dos instrumentos de medição - características dos componentes sistemáticos e aleatórios dos erros, variação do sinal de saída de um instrumento de medição ou característica de um erro dos instrumentos de medição.

Características da sensibilidade dos instrumentos de medição para influenciar as quantidades - uma função da influência ou uma mudança nos valores das características metrológicas dos instrumentos de medição causadas por mudanças nas quantidades influentes dentro dos limites estabelecidos.

As características dinâmicas dos instrumentos de medição são divididas em completas e parciais. Os primeiros incluem: resposta transiente, resposta de fase e impulso, função de transferência. Características dinâmicas particulares incluem: tempo de reação, fator de amortecimento, constante de tempo, valor da frequência circular natural ressonante.

Parâmetros não informativos do sinal de saída dos instrumentos de medição - parâmetros do sinal de saída que não são usados ​​para transmitir ou indicar o valor do parâmetro informativo do sinal de entrada do transdutor de medição ou não são o valor de saída da medida.

Vamos considerar com mais detalhes os indicadores metrológicos mais comuns de instrumentos de medição, que são fornecidos por certas soluções de design de instrumentos de medição e suas unidades individuais.

O valor da divisão da escala é a diferença entre os valores das quantidades correspondentes a duas marcas de escala adjacentes. Por exemplo, se o movimento do ponteiro da escala da posição I para a posição II (Fig. 1.4, a) corresponde a uma mudança no valor de 0,01 V, o valor da divisão dessa escala é de 0,01 V. Os valores da divisão são selecionado da série 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500. Mas na maioria das vezes são usados ​​valores múltiplos e fracionários de 1 a 2, a saber: 0,01;

0,02; 0,1; 0,2; 1; 2; 10 etc O valor da divisão da escala é sempre indicado na escala do instrumento de medição.

O intervalo de divisão de escala é a distância entre os pontos médios de dois traços de escala adjacentes (Fig. 1.4, b). Na prática, com base no poder de resolução dos olhos do operador (acuidade visual), levando em consideração a largura dos traços e o ponteiro, o intervalo mínimo para dividir a escala é de 1 mm e o máximo - 2,5 mm. O valor de espaçamento mais comum é de 1 mm.

Os valores inicial e final da escala são, respectivamente, o menor e o maior valor da grandeza medida indicada na escala, caracterizando as capacidades da escala do instrumento de medição e determinando a faixa de indicações.

Uma das principais características dos instrumentos de medição pelo método de contato é a força de medição que ocorre na zona de contato da ponta de medição do instrumento de medição com a superfície medida na direção da linha de medição. É necessário para garantir um circuito estável do circuito de medição. Dependendo da tolerância do produto controlado, os valores recomendados da força de medição estão na faixa de 2,5 a 3,9 N. Um indicador importante da força de medição é a diferença na força de medição - a diferença na força de medição em duas posições do ponteiro dentro do intervalo de indicações. A norma limita este valor dependendo do tipo de instrumento de medição.

A propriedade de um instrumento de medição, que consiste em sua capacidade de responder a mudanças na quantidade medida, é chamada de sensibilidade. É estimado pela razão da mudança na posição do ponteiro em relação à escala (expressa em unidades lineares ou angulares) para a mudança correspondente no valor medido.

O limiar de sensibilidade de um instrumento de medição é uma mudança no valor medido, causando a menor mudança em suas leituras, detectada com um método de referência que é normal para este instrumento. Esta característica é importante na avaliação de pequenos deslocamentos.

Variação de indicações - a maior diferença determinada experimentalmente entre indicações repetidas e meios de medições correspondentes ao mesmo valor real da grandeza medida por ele sob condições externas constantes. Normalmente, a variação de leituras para instrumentos de medição é de 10 ... 50% do valor da divisão, é determinado por vários enjaulamentos da ponta do instrumento de medição.

Os sensores são caracterizados pelas seguintes características metrológicas:

Característica estática nominal da transformação S f H „x). Esta característica metrológica normalizada é a característica de calibração do transdutor;

Coeficiente de conversão - a razão do incremento do valor de uma quantidade elétrica para o incremento de uma quantidade não elétrica que causou Kpr \u003d AS / AXtty sensibilidade limitante - limite de sensibilidade;

componente sistemático do erro de conversão;

componente aleatório do erro de conversão;

Erro de conversão dinâmica - devido ao fato de que ao medir valores que mudam rapidamente, a inércia do conversor leva a um atraso em sua resposta a uma mudança no valor de entrada.

Um lugar especial nas características metrológicas dos instrumentos de medição e controle é ocupado por erros de medição, em particular, os erros dos próprios instrumentos de medição e controle. Na subseção 1. Já foram considerados os principais grupos de erros de medição, que resultam de uma série de razões que criam um efeito cumulativo.

O erro de medição é o desvio D do resultado da medição Xtm do valor real Xa do valor medido.

Então o erro do instrumento de medição é a diferença Dp entre a leitura do instrumento Xp e o valor real da quantidade medida:

O erro de um instrumento de medição é um componente do erro de medição total, que no caso geral inclui, além de Dn, erros nas medidas de ajuste, flutuações de temperatura, erros causados ​​por uma violação do ajuste primário do instrumento de medição, deformações do objeto de medição, devido à qualidade da superfície medida, e outros.

Juntamente com os termos "erro de medição", "erro do instrumento de medição", é utilizado o conceito de "precisão de medição", que reflete a proximidade de seus resultados com o valor real da grandeza medida. A alta precisão de medição corresponde a pequenos erros de medição. Os erros de medição são geralmente classificados de acordo com o motivo de sua ocorrência e de acordo com o tipo de erro.

Erros instrumentais surgem devido à qualidade insuficientemente alta dos elementos dos instrumentos de medição e controle. Esses erros incluem erros na fabricação e montagem de instrumentos de medição; erros devido ao atrito no mecanismo SI, rigidez insuficiente de suas partes, etc. O erro instrumental é individual para cada SI.

A razão para a ocorrência de erros metodológicos é a imperfeição do método de medição, ou seja, o que conscientemente medimos, transformamos ou usamos na saída dos instrumentos de medição não é o valor que precisamos, mas outro que reflita o desejado apenas de forma aproximada, mas muito mais fácil de implementar.

Para o erro principal, é considerado o erro do instrumento de medição usado em condições normais especificadas nos documentos regulamentares e técnicos (NTD). Sabe-se que, juntamente com a sensibilidade ao valor medido, o instrumento de medição possui alguma sensibilidade a grandezas não mensuráveis, mas influentes, por exemplo, à temperatura, pressão atmosférica, vibração, choque, etc. Portanto, qualquer instrumento de medição tem um erro básico, que se reflete no NTD.

Durante a operação de instrumentos de medição e controle em condições de produção, ocorrem desvios significativos das condições normais, causando erros adicionais. Esses erros são normalizados pelos coeficientes correspondentes da influência das mudanças nas quantidades de influência individuais na mudança nas indicações na forma a; % /10°С; % /10% U„m, etc.

Erros de instrumentos de medição são normalizados definindo o limite de erro permitido. O limite de erro admissível de um instrumento de medição é o maior (sem levar em conta o sinal) erro de um instrumento de medição no qual ele pode ser reconhecido e permitido para uso. Por exemplo, os limites de erro para um bloco terminal de 100 mm da 1ª classe são ± µm, e para um amperímetro classe 1,0 são ±1% do limite superior das medições.

Além disso, todos os erros de medição listados são subdivididos por tipo em componentes de erro sistemáticos, aleatórios e grosseiros, estáticos e dinâmicos, absolutos e relativos (ver subseção 1.4).

Os erros dos instrumentos de medição podem ser expressos como:

na forma de erro absoluto D:

para medida onde Hnom - valor nominal; Ha - o valor real do valor medido;

para o dispositivo onde X p - a indicação do dispositivo;

Na forma de erro relativo, %, na forma de erro reduzido, %, onde XN é o valor de normalização da grandeza física medida.

Como valor de normalização, pode-se tomar o limite de medição deste SI. Por exemplo, para balanças com limite de medição de massa de 10 kg Xts = 10 kg.

Se a faixa de toda a escala for tomada como a grandeza de normalização, então é ao valor dessa faixa em unidades da grandeza física medida que é atribuído o erro absoluto.

Por exemplo, para um amperímetro com limites de -100 mA a 100 mA X N - 200 mA.

Se o comprimento da escala do instrumento 1 for tomado como valor de normalização, então X# = 1.

Para cada SI, o erro é dado em apenas uma forma.

Se o erro SI sob condições externas constantes for constante em toda a faixa de medição, então Se variar na faixa especificada, então onde a, b são números positivos que não dependem de Xa.

Quando D = ±a, o erro é chamado aditivo, e quando D = ±(a + + bx) - multiplicativo.

Para erro aditivo onde p é o maior (módulo) dos limites de medição.

Para o erro multiplicativo onde c, d são números positivos escolhidos da série; c = b + d;

Erro reduzido onde q é o maior (módulo) dos limites de medição.

Os valores p, c, d, q são selecionados a partir de vários números: 1 10”; 1,5 10”;

(1,6-10"); 2-10"; 2,5-10”; 3-10"; 4-10"; 5-10"; 6-10", onde n é um número inteiro positivo ou negativo, incluindo 0.

Para uma característica generalizada da precisão dos instrumentos de medição, determinada pelos limites de erros permitidos (principais e adicionais), bem como suas outras propriedades que afetam o erro de medição, é introduzido o conceito de "classe de precisão dos instrumentos de medição". GOST 8.401 - 80 “As classes de precisão são convenientes para uma avaliação comparativa da qualidade dos instrumentos de medição, sua escolha, comércio internacional” regula as regras uniformes para estabelecer limites para erros permitidos de indicações por classes de precisão de instrumentos de medição.

Apesar de a classe de exatidão caracterizar a totalidade das propriedades metrológicas de um determinado instrumento de medição, ela não determina de forma inequívoca a exatidão das medições, pois esta também depende do método de medição e das condições para sua execução.

As classes de precisão são determinadas por normas e especificações que contêm requisitos técnicos para instrumentos de medição. Para cada classe de precisão de um instrumento de medição de um tipo específico, são estabelecidos requisitos específicos para características metrológicas, que juntos refletem o nível de precisão. Características comuns para instrumentos de medição de todas as classes de precisão (por exemplo, resistências de entrada e saída) são padronizadas independentemente das classes de precisão. Instrumentos para medição de várias grandezas físicas ou com vários d e faixas de medição podem ter duas ou mais classes de precisão.

Por exemplo, um instrumento de medição elétrica projetado para medir tensão e resistência elétrica pode receber duas classes de precisão: uma como voltímetro e outra como amperímetro.

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