Fără instrumente de măsurare și metode de aplicare a acestora, progresul științific și tehnologic ar fi imposibil. În lumea modernă, oamenii nu se pot descurca fără ele nici măcar în viața de zi cu zi. Prin urmare, un astfel de strat vast de cunoștințe nu ar putea fi sistematizat și format ca unul cu drepturi depline. Conceptul de „metrologie” este folosit pentru a defini această direcție. Ce sunt instrumentele de măsurare din punct de vedere al cunoașterii științifice? Se poate spune că acesta este subiectul cercetării, dar activitățile specialiștilor din acest domeniu au neapărat un caracter practic.

Conceptul de metrologie

Într-o perspectivă generală, metrologia este adesea considerată ca un set de cunoștințe științifice despre mijloacele, metodele și metodele de măsurare, care include și conceptul de unitate a acestora. Pentru a reglementa aplicarea practică a acestor cunoștințe, există o agenție federală pentru metrologie, care gestionează tehnic proprietatea în domeniul metrologiei.

După cum puteți vedea, măsurarea este esențială pentru conceptul de metrologie. În acest context, măsurarea înseamnă obținerea de informații despre subiectul cercetării - în special, informații despre proprietăți și caracteristici. O condiție obligatorie este tocmai modalitatea experimentală de obținere a acestor cunoștințe cu ajutorul instrumentelor metrologice. De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că metrologia, standardizarea și certificarea sunt strâns legate între ele și numai în combinație pot oferi informații practic valoroase. Deci, dacă metrologia se ocupă de probleme de dezvoltare, atunci standardizarea stabilește forme și reguli uniforme pentru aplicarea acelorași metode, precum și pentru înregistrarea caracteristicilor obiectelor în conformitate cu standardele specificate. În ceea ce privește certificarea, aceasta urmărește determinarea conformității obiectului studiat cu anumiți parametri prevăzuți de standarde.

Scopurile și obiectivele metrologiei

Metrologia se confruntă cu mai multe sarcini importante care sunt în trei domenii - teoretic, legislativ și practic. Pe măsură ce cunoștințele științifice se dezvoltă, obiectivele din diferite direcții sunt complementare și ajustate reciproc, dar, în general, sarcinile metrologiei pot fi reprezentate după cum urmează:

• Formarea sistemelor de unitati si caracteristici de masura.
• Dezvoltarea cunoștințelor teoretice generale despre măsurători.
• Standardizarea metodelor de măsurare.
• Aprobarea standardelor de metode de măsurare, măsuri de verificare și mijloace tehnice.
• Studiul sistemului de măsuri în contextul unei perspective istorice.

Unitatea de măsură

Nivelul de bază de standardizare înseamnă că rezultatele măsurătorilor efectuate sunt reflectate în formatul aprobat. Adică, caracteristica de măsurare este exprimată în forma acceptată. Mai mult, acest lucru se aplică nu numai anumitor valori de măsurare, ci și erorilor care pot fi exprimate ținând cont de probabilități. Unitatea metrologică există pentru a putea compara rezultatele care au fost efectuate în diferite condiții. Mai mult, în fiecare caz, metodele și mijloacele trebuie să rămână aceleași.

Dacă luăm în considerare conceptele de bază ale metrologiei în ceea ce privește calitatea obținerii rezultatelor, atunci principala va fi acuratețea. Într-un fel, este interconectată cu eroarea, care denaturează citirile. Tocmai pentru a crește acuratețea, măsurătorile în serie sunt utilizate în diferite condiții, datorită cărora se poate obține o imagine mai completă a subiectului de studiu. Un rol semnificativ în îmbunătățirea calității măsurătorilor îl joacă și măsurile preventive care vizează verificarea mijloacelor tehnice, testarea de noi metode, analiza standardelor etc.

Principii și metode de metrologie

Pentru a realiza măsurători de înaltă calitate, metrologia se bazează pe câteva principii de bază, inclusiv următoarele:

• Principiul Peltier, axat pe determinarea energiei absorbite în timpul fluxului de radiații ionizante.
• Principiul Josephson, pe baza căruia se fac măsurători de tensiune într-un circuit electric.
• Principiul Doppler, care oferă o măsurare a vitezei.
• Principiul gravitației.

Pentru aceste și alte principii, a fost dezvoltată o bază largă de metode prin care se efectuează cercetări practice. Este important de luat în considerare că metrologia este știința măsurătorilor, care sunt susținute de instrumente aplicate. Dar mijloacele tehnice, pe de altă parte, se bazează pe principii și metode teoretice specifice. Dintre cele mai comune metode, se poate evidenția metoda de evaluare directă, măsurarea masei pe o scară, înlocuirea, comparația etc.

Instrumente de masura

Unul dintre cele mai importante concepte ale metrologiei este un mijloc de măsurare. De regulă, care reproduce sau stochează o anumită cantitate fizică. În procesul de aplicare, examinează obiectul, comparând parametrul identificat cu cel de referință. Instrumentele de măsurare reprezintă un grup extins de instrumente cu multe clasificări. După proiectarea și principiul de funcționare, de exemplu, se disting convertoare, dispozitive, senzori, dispozitive și mecanisme.

Configurația de măsurare este un tip relativ modern de dispozitiv folosit de metrologie. Care este această setare în practică de utilizare? Spre deosebire de cele mai simple scule, instalația este o mașină în care este prevăzută o întreagă gamă de componente funcționale. Fiecare dintre ei poate fi responsabil pentru una sau mai multe măsuri. Un exemplu sunt goniometrele cu laser. Ele sunt folosite de constructori pentru a determina o gamă largă de parametri geometrici, precum și pentru calcularea prin formule.

Ce este o eroare?

Eroarea ocupă, de asemenea, un loc considerabil în procesul de măsurare. În teorie, este considerat unul dintre conceptele de bază ale metrologiei, reflectând în acest caz abaterea valorii obţinute de la cea adevărată. Această abatere poate fi aleatorie sau sistematică. În dezvoltarea instrumentelor de măsurare, producătorii includ de obicei o anumită incertitudine în lista de caracteristici. Datorită fixării posibilelor limite ale abaterilor în rezultate, putem vorbi despre fiabilitatea măsurătorilor.

Dar nu numai eroarea determină posibilele abateri. Incertitudinea este o altă caracteristică pe care metrologia o ghidează în acest sens. Ce este incertitudinea de măsurare? Spre deosebire de eroare, practic nu funcționează cu valori exacte sau relativ precise. Indică doar o îndoială într-unul sau altul rezultat, dar, din nou, nu determină intervalele de abatere care ar putea provoca o asemenea atitudine față de valoarea obținută.

Varietăți de metrologie după aplicație

Metrologia într-o formă sau alta este implicată în aproape toate sferele activității umane. În construcții, aceleași instrumente de măsură sunt folosite pentru a fixa abaterile structurilor de-a lungul planurilor, în medicină sunt utilizate pe baza celor mai precise echipamente, în specialiştii în inginerie mecanică folosesc și dispozitive care permit determinarea caracteristicilor cu cele mai mici detalii. Proiecte de specialitate mai mari sunt realizate de Agenția de Reglementare Tehnică și Metrologie, care în același timp menține o bancă de standarde, stabilește reglementări, realizează catalogarea etc. Acest organism acoperă în diferite grade toate domeniile cercetării metrologice, extinzând standardele aprobate. lor.

Concluzie

În metrologie, există standarde, principii și metode de măsurare stabilite anterior și neschimbate. Dar există și o serie de zone ale sale care nu pot rămâne neschimbate. Precizia este una dintre caracteristicile cheie pe care le oferă metrologia. Ce este acuratețea în contextul unei proceduri de măsurare? Aceasta este o valoare care depinde în mare măsură de mijloacele tehnice de măsurare. Și tocmai în acest domeniu, metrologia se dezvoltă dinamic, lăsând în urmă instrumente învechite, ineficiente. Dar acesta este doar unul dintre cele mai izbitoare exemple în care această zonă este actualizată în mod regulat.

Ce este metrologia și de ce are nevoie umanitatea de ea?

Metrologia - știința măsurătorilor

Metrologia este știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și a modalităților de a obține acuratețea necesară.
Aceasta este o știință care se ocupă cu stabilirea unităților de măsură ale diferitelor mărimi fizice și cu reproducerea standardelor acestora, cu dezvoltarea metodelor de măsurare a mărimilor fizice, precum și cu analiza acurateței măsurării și cu studiul și eliminarea cauzelor care cauzează erori de măsurători.

În viața practică, omul pretutindeni se ocupă de măsurători. La fiecare pas, măsurători ale unor mărimi precum lungimea, volumul, greutatea, timpul etc. sunt întâlnite și cunoscute din timpuri imemoriale. Desigur, metodele și mijloacele de măsurare a acestor mărimi în antichitate erau primitive și imperfecte, însă, fără ele, este imposibil de imaginat evoluția Homo sapiens .

Importanța măsurătorilor în societatea modernă este mare. Ele servesc nu numai ca bază a cunoștințelor științifice și tehnice, ci sunt de o importanță capitală pentru contabilitatea resurselor materiale și planificare, pentru comerțul intern și exterior, pentru asigurarea calității produselor, interschimbabilitatea componentelor și pieselor și îmbunătățirea tehnologiei, pentru asigurarea siguranței muncii. și alte tipuri de activitate umană.

Metrologia are o mare importanță pentru progresul științelor naturale și tehnice, deoarece creșterea preciziei măsurătorilor este unul dintre mijloacele de îmbunătățire a modalităților de înțelegere a naturii de către om, descoperiri și aplicarea practică a cunoștințelor exacte.
Pentru a asigura progresul științific și tehnologic, metrologia trebuie să fie înaintea altor domenii ale științei și tehnologiei în dezvoltarea sa, deoarece pentru fiecare dintre acestea, măsurătorile precise reprezintă una dintre principalele modalități de a le îmbunătăți.

Sarcinile științei metrologiei

Deoarece metrologia studiază metodele și mijloacele de măsurare a cantităților fizice cu gradul maxim de acuratețe, sarcinile și scopurile ei decurg din însăși definiția științei. Cu toate acestea, având în vedere importanța enormă a metrologiei ca știință pentru progresul științific și tehnologic și pentru evoluția societății umane, toți termenii și definițiile metrologiei, inclusiv scopurile și obiectivele acesteia, sunt standardizate prin documente de reglementare - GOST ov.
Deci, principalele sarcini ale metrologiei (conform GOST 16263-70) sunteți:

· stabilirea unităţilor de mărime fizice, standardelor de stat şi instrumentelor de măsură exemplare;

· dezvoltarea teoriei, metodelor şi mijloacelor de măsurare şi control;

Asigurarea unității de măsură și a instrumentelor de măsură uniforme;

· dezvoltarea metodelor de evaluare a erorilor, a stării instrumentelor de măsură și control;

· dezvoltarea de metode pentru transferul dimensiunilor unităților de la standarde sau instrumente de măsură exemplare la instrumente de măsurare de lucru.

PRELARE Nr. 1. Metrologie

Subiectul și sarcinile metrologiei

Odată cu cursul istoriei lumii, o persoană trebuia să măsoare diverse lucruri, să cântărească produse, să numere timpul. În acest scop, a fost necesar să se creeze un întreg sistem de diferite măsurători necesare pentru a calcula volumul, greutatea, lungimea, timpul etc. Datele unor astfel de măsurători ajută la stăpânirea caracteristicilor cantitative ale lumii înconjurătoare. Rolul unor astfel de măsurători în dezvoltarea civilizației este extrem de important. Astăzi, nicio ramură a economiei naționale nu ar putea funcționa corect și productiv fără utilizarea sistemului său de măsurare. La urma urmei, cu ajutorul acestor măsurători au loc formarea și controlul diferitelor procese tehnologice, precum și controlul calității produselor. Asemenea măsurători sunt necesare pentru o varietate de nevoi în procesul de dezvoltare a progresului științific și tehnologic: pentru contabilizarea resurselor materiale și planificare, și pentru nevoile comerțului intern și exterior, și pentru verificarea calității produselor fabricate și pentru creșterea nivelul de protecție a muncii al oricărei persoane care lucrează. În ciuda diversității fenomenelor naturale și a produselor lumii materiale, pentru măsurarea lor există același sistem divers de măsurători bazat pe un punct foarte semnificativ - comparând valoarea obținută cu o alta, asemănătoare acesteia, care odată a fost luată ca unitate. Cu această abordare, o mărime fizică este privită ca un anumit număr de unități acceptate pentru ea sau, cu alte cuvinte, valoarea ei este obținută în acest fel. Există o știință care sistematizează și studiază astfel de unități de măsură - metrologia. De regulă, metrologia se referă la știința măsurătorilor, a mijloacelor și metodelor existente care ajută la respectarea principiului unității lor, precum și la modalitățile de obținere a preciziei necesare.

Originea însăși termenului „metrologie” se ridică! la două cuvinte grecești: metron, care se traduce prin „măsură”, și logos, „învățătură”. Dezvoltarea rapidă a metrologiei a avut loc la sfârșitul secolului al XX-lea. Este indisolubil legat de dezvoltarea noilor tehnologii. Înainte de asta, metrologia era doar un subiect științific descriptiv. De remarcat, de asemenea, participarea deosebită la crearea acestei discipline a lui D. I. Mendeleev, care nu a avut nicio intenție să se implice îndeaproape în metrologie din 1892 până în 1907... când a condus această ramură a științei ruse. Astfel, putem spune că metrologia studiază:

1) metode și mijloace de contabilizare a produselor după următorii indicatori: lungime, masă, volum, consum și putere;

2) măsurători ale mărimilor fizice și ale parametrilor tehnici, precum și ale proprietăților și compoziției substanțelor;

3) măsurători pentru controlul și reglarea proceselor tehnologice.

Există mai multe domenii principale ale metrologiei:

1) teoria generală a măsurătorilor;

2) sisteme de unitati de marimi fizice;

3) metode si mijloace de masurare;

4) metode de determinare a preciziei măsurătorilor;

5) bazele pentru asigurarea uniformității măsurătorilor, precum și bazele pentru uniformitatea instrumentelor de măsură;

6) standarde și instrumente de măsură exemplare;

7) metode de transfer al dimensiunilor unităților de la mostre de instrumente de măsurare și de la standarde la instrumente de măsurare de lucru. Un concept important în știința metrologiei este unitatea de măsurători, ceea ce înseamnă astfel de măsurători în care datele finale sunt obținute în unități legale, în timp ce erorile datelor de măsurare sunt obținute cu o probabilitate dată. Necesitatea existenței unității de măsură este cauzată de posibilitatea de a compara rezultatele diferitelor măsurători care au fost efectuate în diferite zone, în diferite perioade de timp, precum și de utilizarea unei varietăți de metode și mijloace de măsurare.

Obiectele de metrologie trebuie de asemenea distinse:

1) unități de măsură;

2) instrumente de măsură;

3) metodele utilizate pentru efectuarea măsurătorilor etc.

Metrologia include: în primul rând, reguli generale, norme și cerințe și, în al doilea rând, aspecte care necesită reglementare și control de stat. Și aici vorbim despre:

1) mărimile fizice, unitățile lor, precum și măsurătorile acestora;

2) principii și metode de măsurători și despre mijloacele echipamentelor de măsurare;

3) erori ale instrumentelor de măsurare, metodelor și mijloacelor de prelucrare a rezultatelor măsurătorilor în vederea eliminării erorilor;

4) asigurarea uniformității măsurătorilor, standardelor, probelor;

5) serviciul metrologic de stat;

6) metodologia schemelor de verificare;

7) instrumente de măsură de lucru.

În acest sens, sarcinile metrologiei sunt: ​​îmbunătățirea standardelor, dezvoltarea de noi metode de măsurători precise, asigurarea unității și acurateței necesare măsurătorilor.

Termeni

Un factor foarte important în înțelegerea corectă a disciplinei și științei metrologiei sunt termenii și conceptele folosite în aceasta. Trebuie spus că formularea și interpretarea lor corectă sunt de o importanță capitală, întrucât percepția fiecărei persoane este individuală și el interpretează în felul său mulți termeni, concepte și definiții, chiar general acceptate, folosindu-și experiența de viață și urmându-și instinctele, credo-ul său de viață. Și pentru metrologie, este foarte important să interpretăm termenii fără ambiguitate pentru toată lumea, deoarece o astfel de abordare face posibilă înțelegerea optimă și completă a oricărui fenomen de viață. Pentru aceasta a fost creat un standard terminologic special, aprobat la nivel de stat. Deoarece Rusia se percepe în prezent ca parte a sistemului economic global, se lucrează în mod constant pentru unificarea termenilor și conceptelor și se creează un standard internațional. Acest lucru, desigur, ajută la facilitarea procesului de cooperare reciproc avantajoasă cu țări și parteneri străini foarte dezvoltati. Deci, în metrologie, sunt utilizate următoarele mărimi și definițiile lor:

1) cantitate fizica, reprezentând o proprietate comună în raport cu calitatea unui număr mare de obiecte fizice, dar individuală pentru fiecare în sensul exprimării cantitative;

2) unitate de mărime fizică, ce înseamnă o mărime fizică, căreia, prin condiție, i se atribuie o valoare numerică egală cu unu;

3) măsurarea mărimilor fizice, care se referă la evaluarea cantitativă și calitativă a unui obiect fizic cu ajutorul instrumentelor de măsură;

4) instrument de masurare, care este un instrument tehnic cu caracteristici metrologice normalizate. Acestea includ un dispozitiv de măsurare, o măsură, un sistem de măsurare, un traductor de măsurare, un set de sisteme de măsurare;

5) Aparat de măsură este un instrument de măsurare care generează un semnal informațional într-o formă care ar fi de înțeles pentru percepția directă de către observator;

6) măsura- de asemenea un instrument de măsurare care reproduce mărimea fizică a unei mărimi date. De exemplu, dacă aparatul este certificat ca instrument de măsurare, scara sa cu mărci digitalizate este o măsură;

7) sistem de masurare, perceput ca un set de instrumente de măsurare care sunt conectate între ele prin canale de transmitere a informațiilor pentru a îndeplini una sau mai multe funcții;

8) traductor de măsurare- de asemenea un instrument de măsurare care produce un semnal de măsurare a informației într-o formă convenabilă pentru stocare, vizualizare și difuzare prin canale de comunicare, dar nedisponibil pentru percepție directă;

9) principiul măsurării ca ansamblu de fenomene fizice, pe care se bazează măsurătorile;

10) metoda de masurare ca ansamblu de tehnici si principii de utilizare a instrumentelor tehnice de masura;

11) tehnica de măsurare ca un set de metode și reguli, elaborat de organizații de cercetare metrologică, aprobate prin lege;

12) Eroare de măsurare, reprezentând o mică diferență între valorile adevărate ale unei mărimi fizice și valorile obținute în urma măsurării;

13) unitate de măsură de bază, înțeleasă ca unitate de măsură, având un standard care este aprobat oficial;

14) unitate derivată ca unitate de măsură, asociat cu unitățile de bază pe baza de modele matematice prin rapoarte energetice, care nu are standard;

15) referinţă, care are scopul de a stoca și reproduce o unitate de mărime fizică, pentru translatarea parametrilor ei de ansamblu la instrumentele de măsură din aval conform schemei de verificare. Există conceptul de „etalon primar”, care este înțeles ca un instrument de măsurare cu cea mai mare acuratețe din țară. Există conceptul de „standard de comparație”, interpretat ca un mijloc de conectare a standardelor serviciilor interstatale. Și există conceptul de „copie standard” ca mijloc de măsurare pentru transferul dimensiunilor unităților la mijloace exemplare;

16) instrument exemplar, care este înțeles ca un instrument de măsurare destinat doar translației dimensiunilor unităților în instrumente de măsură de lucru;

17) instrument de lucru,înțeles ca „un mijloc de măsurare pentru aprecierea unui fenomen fizic”;

18) acuratețea măsurătorilor, interpretată ca valoare numerică a unei mărimi fizice, reciproca erorii, determină clasificarea instrumentelor de măsură exemplare. Conform indicatorului de precizie a măsurării, instrumentele de măsurare pot fi împărțite în: cel mai înalt, înalt, mediu, scăzut.

Clasificarea măsurătorilor

Clasificarea instrumentelor de măsurare poate fi efectuată după următoarele criterii.

1. După caracteristica de precizie măsurătorile sunt împărțite în egale și inegale.

Măsurători echivalente o mărime fizică este o serie de măsurători ale unei anumite mărimi efectuate cu ajutorul instrumentelor de măsură (SI) cu aceeași precizie, în condiții inițiale identice.

Măsurătorile inegale o mărime fizică este o serie de măsurători ale unei anumite mărimi, efectuate folosind instrumente de măsurare cu precizie diferită și (sau) în condiții inițiale diferite.

2. După numărul de măsurători măsurătorile sunt împărțite în simple și multiple.

Măsurare unică este o măsurătoare a unei cantități, făcută o singură dată. Măsurătorile unice în practică au o eroare mare, în acest sens, este recomandat să se efectueze măsurători de acest tip de cel puțin trei ori pentru a reduce eroarea și, ca rezultat, să se ia media lor aritmetică.

Măsurători multiple este o măsurătoare a uneia sau mai multor mărimi efectuată de patru sau mai multe ori. O măsurătoare multiplă este o serie de măsurători unice. Numărul minim de măsurători pentru care o măsurătoare poate fi considerată multiplă este de patru. Rezultatul măsurătorilor multiple este media aritmetică a rezultatelor tuturor măsurătorilor efectuate. Cu măsurători repetate, eroarea este redusă.

3. După tipul de modificare a valorii măsurătorile sunt împărțite în statice și dinamice.

Măsurători statice sunt măsurători ale unei mărimi fizice constante, neschimbabile. Un exemplu de astfel de mărime fizică constantă în timp este lungimea unui teren.

Măsurătorile dinamice sunt măsurători ale unei mărimi fizice în schimbare, neconstante.

4. După destinație măsurătorile sunt împărțite în tehnice și metrologice.

Măsurători tehnice- sunt măsurători efectuate cu instrumente tehnice de măsură.

Măsurători metrologice sunt măsurători efectuate folosind standarde.

5. Cum este prezentat rezultatul măsurătorile sunt împărțite în absolute și relative.

Măsurători absolute sunt măsurători care se efectuează prin intermediul unei măsurări directe, imediate, a unei mărimi fundamentale și/sau prin aplicarea unei constante fizice.

Măsurători relative- sunt măsurători în care se calculează raportul cantităților omogene, iar numărătorul este valoarea comparată, iar numitorul este baza de comparație (unitatea). Rezultatul măsurării va depinde de ce valoare este luată ca bază de comparație.

6. Prin metode de obţinere a rezultatelor măsurătorile sunt împărțite în directe, indirecte, cumulative și comune.

Măsurătorile directe- sunt măsurători efectuate folosind măsuri, adică valoarea măsurată este comparată direct cu măsura sa. Un exemplu de măsurători directe este măsurarea unghiului (o măsură este un raportor).

Măsurători indirecte sunt măsurători în care valoarea măsurandului este calculată folosind valorile obținute prin măsurători directe și unele relații cunoscute între aceste valori și măsurand.

Măsurătorile cumulate- sunt măsurători, al căror rezultat este soluția unui anumit sistem de ecuații, care este compus din ecuații obținute ca urmare a măsurării posibilelor combinații de mărimi măsurate.

Măsurătorile articulare sunt măsurători în timpul cărora se măsoară cel puțin două mărimi fizice neomogene pentru a stabili relația existentă între ele.

Unități

În 1960, la Conferința a XI-a Generală a Greutăților și Măsurilor, a fost aprobat Sistemul Internațional de Unități (SI).

Sistemul internațional de unități se bazează pe șapte unități care acoperă următoarele domenii ale științei: mecanică, electricitate, căldură, optică, fizică moleculară, termodinamică și chimie:

1) unitate de lungime (mecanica) - metru;

2) unitate de masă (mecanica) - kilogram;

3) unitate de timp (mecanica) - al doilea;

4) unitate de putere a curentului electric (electricitate) - amper;

5) unitate de temperatură termodinamică (căldură) - kelvin;

6) unitate de intensitate luminoasă (optică) - candela;

7) unitatea de măsură a unei substanțe (fizica moleculară, termodinamică și chimie) - mol.

Există unități suplimentare în Sistemul internațional de unități:

1) unitatea de măsură a unui unghi plat - radian;

2) unitatea de măsură a unghiului solid - steradian. Astfel, prin adoptarea Sistemului Internațional de Unități, unitățile de măsură ale mărimilor fizice din toate domeniile științei și tehnologiei au fost raționalizate și aduse într-o singură formă, deoarece toate celelalte unități sunt exprimate prin șapte unități SI de bază și două suplimentare. De exemplu, cantitatea de electricitate este exprimată în secunde și amperi.

Eroare de măsurare

În practica utilizării măsurătorilor, acuratețea acestora devine un indicator foarte important, care este gradul de apropiere a rezultatelor măsurătorilor de o anumită valoare reală, care este utilizată pentru o comparație calitativă a operațiunilor de măsurare. Și ca evaluare cantitativă, de regulă, se utilizează eroarea de măsurare. Mai mult, cu cât eroarea este mai mică, cu atât se consideră mai mare acuratețea.

Conform legii teoriei erorilor, dacă este necesar să se mărească acuratețea rezultatului (cu eroarea sistematică exclusă) de 2 ori, atunci numărul de măsurători trebuie crescut de 4 ori; dacă este necesară creșterea preciziei de 3 ori, atunci numărul de măsurători crește de 9 ori etc.

Procesul de evaluare a erorii de măsurare este considerat una dintre cele mai importante activități în asigurarea uniformității măsurătorilor. Desigur, există un număr mare de factori care afectează precizia măsurării. În consecință, orice clasificare a erorilor de măsurare este mai degrabă condiționată, deoarece adesea, în funcție de condițiile procesului de măsurare, erorile pot apărea în diferite grupuri. În acest caz, conform principiului dependenței de formă, aceste expresii ale erorii de măsurare pot fi: absolute, relative și reduse.

În plus, pe baza dependenței de natura manifestării, a cauzelor de apariție și a posibilităților de eliminare a erorilor de măsurare, acestea pot fi componente.În acest caz, se disting următoarele componente de eroare: sistematică și aleatorie.

Componenta sistematică rămâne constantă sau se modifică cu măsurătorile ulterioare ale aceluiași parametru.

Componenta aleatorie se modifică cu modificări repetate ale aceluiași parametru în mod aleatoriu. Ambele componente ale erorii de măsurare (atât aleatoare, cât și sistematice) apar simultan. Mai mult, valoarea erorii aleatoare nu este cunoscută în prealabil, deoarece aceasta poate apărea din cauza unui număr de factori nespecificați.Acest tip de eroare nu poate fi exclus complet, dar influența lor poate fi oarecum redusă prin prelucrarea rezultatelor măsurătorilor.

Eroarea sistematică și aceasta este particularitatea sa, în comparație cu o eroare aleatorie, care este detectată indiferent de sursele sale, este luată în considerare de componente în legătură cu sursele de apariție.

Componentele erorii mai pot fi împărțite în: metodologice, instrumentale și subiective. Erorile sistematice subiective sunt asociate cu caracteristicile individuale ale operatorului. O astfel de eroare poate apărea din cauza erorilor de citire a citirilor sau a lipsei de experiență a operatorului. Practic, apar erori sistematice din cauza componentelor metodologice și instrumentale. Componenta metodologică a erorii este determinată de imperfecțiunea metodei de măsurare, metodele de utilizare a SI, incorectitudinea formulelor de calcul și rotunjirea rezultatelor. Componenta instrumentală apare datorită erorii inerente a MI, determinată de clasa de precizie, influența MI asupra rezultatului și rezoluția MI. Există, de asemenea, „erori sau erori grave”, care pot apărea din cauza acțiunilor eronate ale operatorului, a funcționării defectuoase a instrumentului de măsurare sau a modificărilor neprevăzute ale situației de măsurare. Astfel de erori, de regulă, sunt detectate în procesul de revizuire a rezultatelor măsurătorilor folosind criterii speciale. Un element important al acestei clasificări este prevenirea erorilor, înțeleasă ca modalitatea cea mai rațională de reducere a erorii, constă în eliminarea influenței oricărui factor.

Tipuri de erori

Există următoarele tipuri de erori:

1) eroare absolută;

2) eroare relativă;

3) eroare redusă;

4) eroare de bază;

5) eroare suplimentară;

6) eroare sistematică;

7) eroare aleatorie;

8) eroare instrumentală;

9) eroare metodologică;

10) eroare personală;

11) eroare statică;

12) eroare dinamică.

Erorile de măsurare sunt clasificate după următoarele criterii.

Conform metodei de exprimare matematică, erorile sunt împărțite în erori absolute și erori relative.

În funcție de interacțiunea schimbărilor în timp și a valorii de intrare, erorile sunt împărțite în erori statice și erori dinamice.

În funcție de natura apariției erorilor, acestea sunt împărțite în erori sistematice și erori aleatorii.

Eroare absolută este valoarea calculată ca diferență între valoarea mărimii obținute în timpul procesului de măsurare și valoarea reală (reală) a mărimii date.

Eroarea absolută se calculează folosind următoarea formulă:

Q n \u003d Q n? Q 0,

unde AQ n este eroarea absolută;

Qn- valoarea unei anumite cantităţi obţinute în procesul de măsurare;

Q0- valoarea aceleiasi marimi, luata ca baza de comparatie (valoare reala).

Eroarea absolută de măsură este valoarea calculată ca diferență între număr, care este valoarea nominală a măsurii, și valoarea reală (reală) a cantității reproduse de măsură.

Eroare relativă este un număr care reflectă gradul de precizie al măsurării.

Eroarea relativă se calculează folosind următoarea formulă:

unde?Q este eroarea absolută;

Q0 este valoarea reală (reală) a mărimii măsurate.

Eroarea relativă este exprimată ca procent.

Eroare redusă este valoarea calculată ca raport dintre valoarea erorii absolute și valoarea de normalizare.

Valoarea de normalizare este definită după cum urmează:

1) pentru instrumentele de măsurare pentru care este aprobată o valoare nominală, această valoare nominală este luată ca valoare de normalizare;

2) pentru instrumentele de măsură, la care valoarea zero este situată pe marginea scalei de măsurare sau în afara scalei, valoarea de normalizare se ia egală cu valoarea finală din domeniul de măsurare. Excepție fac instrumentele de măsurare cu o scară de măsurare semnificativ neuniformă;

3) pentru instrumentele de măsurare, în care marcajul zero este situat în domeniul de măsurare, valoarea de normalizare se ia egală cu suma valorilor numerice finale ale domeniului de măsurare;

4) pentru instrumentele de măsură (instrumente de măsură), la care scara este neuniformă, valoarea de normalizare se ia egală cu întreaga lungime a scalei de măsurare sau lungimea acelei părți a acesteia care corespunde domeniului de măsurare. Eroarea absolută este apoi exprimată în unități de lungime.

Eroarea de măsurare include eroarea instrumentală, eroarea metodologică și eroarea de citire. Mai mult, eroarea de citire apare din cauza inexactității în determinarea fracțiilor de divizare a scalei de măsurare.

Eroare instrumentală- aceasta este eroarea apărută din cauza erorilor făcute în procesul de fabricație a părților funcționale ale instrumentelor de măsurare a erorilor.

Eroare metodologică este o eroare din următoarele motive:

1) inexactitatea în construirea unui model al procesului fizic pe care se bazează instrumentul de măsurare;

2) utilizarea incorectă a instrumentelor de măsură.

Eroare subiectivă- aceasta este o eroare apărută din cauza gradului scăzut de calificare a operatorului instrumentului de măsurare, precum și din cauza erorii organelor vizuale umane, adică factorul uman este cauza erorii subiective.

Erorile în interacțiunea schimbărilor în timp și valoarea de intrare sunt împărțite în erori statice și dinamice.

Eroare statică- aceasta este eroarea care apare în procesul de măsurare a unei valori constante (nu se modifică în timp).

Eroare dinamică- aceasta este o eroare, a cărei valoare numerică este calculată ca diferență între eroarea care apare la măsurarea unei mărimi neconstante (variabilă în timp) și o eroare statică (eroarea în valoarea mărimii măsurate la un un anumit moment în timp).

În funcție de natura dependenței erorii de mărimile care influențează, erorile se împart în de bază și suplimentare.

Eroare de bază este eroarea obținută în condiții normale de funcționare a instrumentului de măsură (la valori normale ale mărimilor de influență).

Eroare suplimentară- aceasta este eroarea care apare atunci când valorile mărimilor de influență nu corespund valorilor lor normale sau dacă mărimea de influență depășește limitele zonei valorilor normale.

Condiții normale sunt condițiile în care toate valorile mărimilor de influență sunt normale sau nu depășesc limitele intervalului de valori normale.

Conditii de lucru- sunt condiții în care modificarea cantităților de influență are o gamă mai largă (valorile celor de influență nu depășesc limitele intervalului de lucru al valorilor).

Interval de lucru al valorilor cantității de influență este intervalul de valori în care sunt normalizate valorile erorii suplimentare.

În funcție de natura dependenței erorii de valoarea de intrare, erorile sunt împărțite în aditive și multiplicative.

Eroare de aditiv- aceasta este eroarea care apare din cauza însumării valorilor numerice și nu depinde de valoarea mărimii măsurate, luată modulo (absolut).

Eroare de multiplicare- aceasta este o eroare care se modifică odată cu o modificare a valorilor mărimii măsurate.

Trebuie remarcat faptul că valoarea erorii aditive absolute nu este legată de valoarea mărimii măsurate și de sensibilitatea instrumentului de măsurare. Erorile aditive absolute sunt neschimbate pe întregul interval de măsurare.

Valoarea erorii aditive absolute determină valoarea minimă a mărimii care poate fi măsurată de instrumentul de măsurare.

Valorile erorilor multiplicative se modifică proporțional cu modificările valorilor mărimii măsurate. Valorile erorilor multiplicative sunt, de asemenea, proporționale cu sensibilitatea instrumentului de măsurare.Eroarea multiplicativă apare din cauza influenței cantităților de influență asupra caracteristicilor parametrice ale elementelor instrumentului.

Erorile care pot apărea în timpul procesului de măsurare sunt clasificate în funcție de natura apariției lor. Aloca:

1) erori sistematice;

2) erori aleatorii.

În procesul de măsurare pot apărea, de asemenea, erori grave și erori.

Eroare sistematică- aceasta este o componentă a întregii erori a rezultatului măsurării, care nu se modifică sau se modifică în mod natural cu măsurători repetate de aceeași valoare. De obicei, o eroare sistematică se încearcă să fie eliminată prin mijloace posibile (de exemplu, prin utilizarea metodelor de măsurare care reduc probabilitatea apariției acesteia), dar dacă o eroare sistematică nu poate fi exclusă, atunci aceasta este calculată înainte de începerea măsurătorilor și este adecvată. se fac corecții la rezultatul măsurării. În procesul de normalizare a erorii sistematice, se determină limitele valorilor sale admisibile. Eroarea sistematică determină corectitudinea măsurătorilor instrumentelor de măsură (proprietatea metrologică).

Erorile sistematice în unele cazuri pot fi determinate experimental. Rezultatul măsurării poate fi apoi rafinat prin introducerea unei corecții.

Metodele de eliminare a erorilor sistematice sunt împărțite în patru tipuri:

1) eliminarea cauzelor și surselor de erori înainte de începerea măsurătorilor;

2) eliminarea erorilor în procesul de măsurare deja început prin metode de substituție, compensare a erorilor în semn, opoziții, observații simetrice;

3) corectarea rezultatelor măsurătorilor prin efectuarea unei modificări (eliminarea erorii prin calcule);

4) determinarea limitelor erorii sistematice în cazul în care aceasta nu poate fi eliminată.

Eliminarea cauzelor și surselor de erori înainte de începerea măsurătorilor. Această metodă este cea mai bună opțiune, deoarece utilizarea ei simplifică cursul ulterioar al măsurătorilor (nu este necesar să se elimine erorile în procesul unei măsurători deja începute sau să se modifice rezultatul).

Pentru a elimina erorile sistematice în procesul unei măsurători deja începute, se folosesc diverse metode.

Metoda de modificare se bazează pe cunoașterea erorii sistematice și a modelelor actuale ale schimbării acesteia. Când se utilizează această metodă, rezultatul măsurării obținute cu erori sistematice este supus unor corecții egale ca mărime cu aceste erori, dar semn opus.

metoda de substitutie consta in faptul ca valoarea masurata este inlocuita cu o masura plasata in aceleasi conditii in care a fost situat obiectul masurarii. Metoda substituției este utilizată la măsurarea următorilor parametri electrici: rezistență, capacitate și inductanță.

Metoda de compensare a erorilor de semnare constă în faptul că măsurătorile sunt efectuate de două ori în aşa fel încât eroarea, necunoscută ca mărime, să fie inclusă în rezultatele măsurătorilor cu semnul opus.

Metoda contrastanta similar cu compensarea bazată pe semne. Această metodă constă în faptul că măsurătorile sunt efectuate de două ori în așa fel încât sursa erorii din prima măsurare să aibă efect invers asupra rezultatului celei de-a doua măsurători.

eroare aleatorie- aceasta este o componentă a erorii rezultatului măsurării, care se modifică aleatoriu, neregulat atunci când se efectuează măsurători repetate de aceeași valoare. Apariția unei erori aleatoare nu poate fi prevăzută și prezisă. Eroarea aleatorie nu poate fi eliminată complet; întotdeauna distorsionează într-o oarecare măsură rezultatele finale de măsurare. Dar puteți face ca rezultatul măsurării să fie mai precis luând măsurători repetate. Cauza unei erori aleatorii poate fi, de exemplu, o modificare aleatorie a factorilor externi care afectează procesul de măsurare. O eroare aleatorie în timpul măsurătorilor multiple cu un grad suficient de mare de precizie duce la împrăștierea rezultatelor.

Ratele și gafele sunt erori care sunt mult mai mari decât erorile sistematice și aleatorii așteptate în condițiile de măsurare date. Pot apărea alunecări și erori grave din cauza erorilor grave în procesul de măsurare, a unei defecțiuni tehnice a instrumentului de măsurare și a modificărilor neașteptate ale condițiilor externe.

Alegerea instrumentelor de măsurare

La alegerea instrumentelor de măsurare, în primul rând, trebuie luată în considerare valoarea de eroare admisă pentru o anumită măsurătoare, stabilită în documentele de reglementare relevante.

Dacă eroarea admisibilă nu este prevăzută în documentele de reglementare relevante, eroarea maximă admisă de măsurare trebuie reglementată în documentația tehnică a produsului.

Alegerea instrumentelor de măsurare ar trebui să țină seama și de:

1) toleranțe;

2) metode de măsurare și metode de control. Principalul criteriu de alegere a instrumentelor de măsurare este conformitatea instrumentelor de măsurare cu cerințele de fiabilitate a măsurătorilor, obținând valori reale (reale) ale cantităților măsurate cu o precizie dată la timp și costuri materiale minime.

Pentru alegerea optimă a instrumentelor de măsură, este necesar să aveți următoarele date inițiale:

1) valoarea nominală a mărimii măsurate;

2) valoarea diferenței dintre valoarea maximă și minimă a valorii măsurate, reglementată în documentația de reglementare;

3) informații despre condițiile de efectuare a măsurătorilor.

Dacă este necesar să alegeți un sistem de măsurare, ghidat de criteriul preciziei, atunci eroarea acestuia trebuie calculată ca suma erorilor tuturor elementelor sistemului (măsuri, instrumente de măsurare, traductoare de măsurare), în conformitate cu legea stabilite pentru fiecare sistem.

Selecția preliminară a instrumentelor de măsurare se face în conformitate cu criteriul de precizie, iar alegerea finală a instrumentelor de măsurare trebuie să țină cont de următoarele cerințe:

1) în zona de lucru a valorilor cantităților care afectează procesul de măsurare;

2) la dimensiunile instrumentului de măsură;

3) la masa instrumentului de măsurat;

4) la proiectarea instrumentului de măsurare.

La alegerea instrumentelor de măsurare, este necesar să se țină cont de preferința pentru instrumentele de măsurare standardizate.

19. Metode de determinare și contabilizare a erorilor

Metodele de determinare și contabilizare a erorilor de măsurare sunt utilizate pentru:

1) pe baza rezultatelor măsurătorilor, obțineți valoarea reală (reala) a mărimii măsurate;

2) determinați acuratețea rezultatelor, adică gradul de conformitate a acestora cu valoarea reală (reala).

În procesul de determinare și contabilizare a erorilor, se evaluează următoarele:

1) așteptare matematică;

2) abaterea standard.

Estimarea parametrilor punctului(așteptare matematică sau abatere standard) este o estimare a unui parametru care poate fi exprimat ca un singur număr. O estimare punctuală este o funcție a datelor experimentale și, prin urmare, trebuie să fie ea însăși o variabilă aleatoare distribuită conform unei legi care depinde de legea distribuției pentru valorile variabilei aleatoare inițiale. Legea distribuției pentru valori a unei estimări punctuale va depinde și de parametrul estimat și de numărul de încercări (experimente).

Estimările punctuale sunt de următoarele tipuri:

1) estimare punctuală imparțială;

2) estimare punctuală efectivă;

3) estimare punctuală consistentă.

Estimare punctuală imparțială este o estimare a parametrului de eroare, a cărui așteptare matematică este egală cu acest parametru.

Punct eficient despre

Metrologie- știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de atingere a preciziei cerute. Această definiție este dată de toate actele juridice de reglementare ruse de la GOST 16263-70 până la recomandările recent adoptate RMG 29-2013.

Dicționarul Internațional de Metrologie (VIM3) oferă o definiție mai largă a termenului „metrologie” ca știință a măsurării și a aplicării acesteia, care include toate aspectele teoretice și practice ale măsurării, indiferent de incertitudinea și domeniul lor de utilizare.

Referinţă. GOST 16263-70 „GSI. Metrologie. Termeni și definiții de bază” a intrat în vigoare de la 01/01/1971, înlocuit de la 01/01/2001 cu RMG 29-99 cu același nume.
RMG 29-2013 „GSI. Metrologie. Termeni și definiții de bază” - Recomandări privind standardizarea interstatală (introdus la 01.01.2015 în locul RMG 29-99). Au fost actualizate și armonizate cu dicționarul VIM3-2008 (ediția a 3-a). Titlul său complet este Dicționar internațional de metrologie: concepte de bază și generale și termeni înrudiți.

În termeni simpli, metrologia se ocupă cu măsurarea mărimilor fizice care caracterizează tot felul de obiecte materiale, procese sau fenomene. Domeniul ei de interes include dezvoltarea și aplicarea practică a tehnologiilor, instrumentelor și echipamentelor de măsurare, precum și a mijloacelor și metodelor de prelucrare a informațiilor primite. În plus, metrologia prevede reglementarea legală a acțiunilor structurilor oficiale și ale persoanelor, într-un fel sau altul legate de efectuarea măsurătorilor în activitățile lor, studiază și sistematizează experiența istorică.

Cuvântul „metrologie” în sine provine din cuvintele grecești „metron” – măsură și „logos” – învățătură. La început, doctrina s-a dezvoltat în acest fel, ca știință a măsurilor și a relațiilor dintre diferitele măsuri de măsuri (utilizate în diferite țări), și a fost descriptivă (empiric).

Măsurătorile noilor valori moderne, extinderea intervalelor de măsurare, creșterea preciziei acestora, toate acestea contribuie la crearea celor mai noi tehnologii, standarde și instrumente de măsură (SI), îmbunătățirea modalităților de înțelegere a naturii de către om, cunoașterea caracteristicilor cantitative ale lumea din jur.

S-a stabilit că în prezent este nevoie de măsurarea a peste două mii de parametri și mărimi fizice, dar până acum, pe baza instrumentelor și metodelor disponibile, se fac măsurători a aproximativ 800 de mărimi. Dezvoltarea de noi tipuri de măsurători rămâne o problemă urgentă astăzi. Metrologia absoarbe ultimele realizări științifice și ocupă un loc aparte în rândul științelor tehnice, deoarece pentru progresul științific și tehnologic și perfecționarea acestora, metrologia trebuie să fie înaintea altor domenii ale științei și tehnologiei.

Nici un singur specialist tehnic nu se poate lipsi de cunoștințe de metrologie (aproximativ 15% din costul muncii sociale cade pe măsurători). Nicio industrie nu poate funcționa fără utilizarea sistemului său de măsurare. Pe baza măsurătorilor se realizează managementul proceselor tehnologice și controlul calității produselor. Potrivit experților din țările industriale avansate, măsurătorile și operațiunile conexe sunt estimate la 3-9% din produsul național brut.

Scopurile și obiectivele metrologiei

Scopurile metrologiei ca știință sunt de a asigura uniformitatea măsurătorilor (OEI); extragerea de informații cantitative despre proprietățile unui obiect, lumea înconjurătoare, despre procese cu o anumită acuratețe și fiabilitate.

Scopurile metrologiei practice sunt suportul metrologic al producției, adică. stabilirea și aplicarea bazelor științifice și organizatorice, mijloacelor tehnice, regulilor și normelor necesare pentru NEI și acuratețea necesară a măsurătorilor.

Sarcini de metrologie:

• implementarea politicii de stat în OEI;
• dezvoltarea unui nou și îmbunătățirea cadrului de reglementare existent pentru OEI și activități metrologice;
• formarea unităților de mărime (U), a sistemelor de unități, unificarea acestora și recunoașterea legalității;
• dezvoltarea, perfecţionarea, conţinutul, compararea şi aplicarea standardelor primare de stat ale unităţilor de mărime;
• perfecţionarea metodelor (principiilor de măsurători) de transfer a unităţilor de măsură de la etalon la obiectul măsurat;
• dezvoltarea metodelor de transfer al dimensiunilor unităților de mărime de la standardele de măsurare primare și de lucru la SI de lucru;
• menținerea Fondului Federal de Informații privind OEI și furnizarea documentelor și informațiilor conținute în acesta;
• furnizarea de servicii publice pentru INE în conformitate cu sfera de acreditare;
• stabilirea regulilor, reglementărilor pentru verificarea instrumentelor de măsurare;
• dezvoltarea, perfecţionarea, standardizarea metodelor şi SI, metode de determinare şi creştere a acurateţei acestora;
• dezvoltarea metodelor de evaluare a erorilor, a stării IM și control;
• perfecţionarea teoriei generale a măsurătorilor.

Referinţă. Sarcinile de metrologie anterioare au fost formulate în GOST 16263-70.

În conformitate cu sarcinile stabilite, metrologia este subdivizată privind metrologia teoretică, aplicată, legislativă și istorică.

Metrologie teoretică sau fundamentală este angajat în dezvoltarea teoriei, a problemelor de măsurare a mărimilor, a unităților acestora, a metodelor de măsurare. Metrologia teoretică lucrează la probleme comune care apar atunci când se efectuează măsurători într-un anumit domeniu al tehnologiei, științe umaniste și chiar la intersecția multor, uneori a celor mai diverse domenii de cunoaștere. Metrologii-teoreticienii se pot ocupa, de exemplu, de măsurarea dimensiunilor liniare, volumului și gravitației în spațiul n-dimensional, pot dezvolta metode de evaluare instrumentală a intensității radiației corpurilor cosmice în raport cu condițiile zborurilor interplanetare sau pot crea complet noi tehnologii care măresc intensitatea procesului, nivelul de precizie și ceilalți parametri ai acestuia, îmbunătățesc mijloacele tehnice implicate în acesta etc. Într-un fel sau altul, aproape orice întreprindere din orice activitate începe cu o teorie și abia după un astfel de studiu trece în sfera de aplicare specifică.

Metrologie aplicată sau practică tratează probleme de suport metrologic, utilizarea practică a dezvoltărilor metrologiei teoretice, implementarea prevederilor metrologiei legale. Sarcina sa este de a adapta prevederile generale și calculele teoretice ale secțiunii anterioare la o problemă industrială sau științifică de înaltă specialitate, clar definită. Deci, dacă este necesar să se evalueze rezistența arborelui motor, să calibreze un număr mare de role de rulment sau să se asigure, de exemplu, un control metrologic cuprinzător în procesul de cercetare de laborator, practicienii vor selecta tehnologia adecvată dintr-un număr mare de cele deja cunoscute, reprocesează și, eventual, o completează în raport cu aceste condiții, determină echipamentele și instrumentele necesare, numărul și calificările personalului, precum și analiza multe alte aspecte tehnice ale unui anumit proces.

metrologia legală stabilește cerințe legale și tehnice obligatorii pentru utilizarea standardelor, unităților de mărime, metodelor și instrumentelor de măsurare care vizează asigurarea uniformității măsurătorilor (UI) și acuratețea cerută a acestora. Această știință s-a născut la intersecția cunoștințelor tehnice și sociale și este concepută pentru a oferi o abordare unificată a măsurătorilor efectuate în toate domeniile fără excepție. De asemenea, metrologia legală se învecinează direct cu standardizarea, care asigură compatibilitatea tehnologiilor, instrumentelor de măsură și a altor atribute ale suportului metrologic atât la nivel intern, cât și internațional. Domeniul de interes al metrologiei legale include lucrul cu standarde de măsurare și probleme de verificare a instrumentelor și echipamentelor de măsurare, precum și formarea specialiștilor, precum și multe alte aspecte. Principalul document juridic care reglementează activitățile în acest domeniu este Legea Federației Ruse N 102-FZ „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor” din 26 iunie 2008. Cadrul de reglementare include și o serie de statut, reglementări și reglementări tehnice care precizează cerințele legale pentru anumite domenii și activități ale metrologilor legali.

Metrologie istorică este conceput pentru a studia și sistematiza unitățile și sistemele de măsură folosite în trecut, suport tehnologic și instrumental pentru monitorizarea parametrilor obiectelor și proceselor fizice, aspectelor istorice organizatorice și juridice, statistici și multe altele. Această secțiune explorează, de asemenea, istoria și evoluția unităților monetare, urmărește relația dintre sistemele lor, formate în diferite societăți și culturi. Metrologia istorică, în paralel cu numismatica, studiază deja unitățile monetare pentru că în perioada nașterii măsurătorilor ca atare, fundamentele elementare ale metodelor de estimare a costurilor și alți parametri care nu aveau nicio legătură cu calculele monetare s-au repetat în mare măsură.

Pe de altă parte, metrologia istorică nu este o ramură pur socială a științei, deoarece adesea cu ajutorul ei pierdut, dar, cu toate acestea, tehnologiile de măsurare relevante astăzi sunt restaurate, căile de dezvoltare sunt urmărite pe experiența trecută și sunt preconizate schimbări promițătoare în acest domeniu, sunt dezvoltate altele noi.soluţii de inginerie. Adesea, metodele progresive de evaluare a oricăror parametri sunt dezvoltarea celor deja cunoscuți, revizuiți ținând cont de noile posibilități ale științei și tehnologiei moderne. Studiul istoriei este necesar pentru a lucra cu standarde de măsurare în raport cu dezvoltarea și perfecționarea acestora, pentru a asigura compatibilitatea metodelor tradiționale și avansate, precum și pentru a sistematiza evoluțiile practice în vederea utilizării lor în viitor.

Extrase din istoria dezvoltării metrologiei

Pentru traducerea tuturor tipurilor de măsurători, sincronizare etc. omenirea trebuia să creeze un sistem de diverse măsurători pentru a determina volumul, greutatea, lungimea, timpul etc. Prin urmare, metrologia, ca domeniu de activitate practică, își are originea în antichitate.

Istoria metrologiei face parte din istoria dezvoltării rațiunii, a forțelor productive, a statului și a comerțului, s-a maturizat și s-a îmbunătățit odată cu acestea. Deci, deja sub Marele Duce Svyatoslav Yaroslavovich din Rusia, a început să fie folosită „măsura exemplară” - „centrul de aur” a prințului. Mostrele se păstrau în biserici și mănăstiri. Sub prințul Novgorod Vsevolod, a fost prescris să se compare măsurile anual, pentru nerespectare, a fost aplicată pedeapsa - până la pedeapsa cu moartea.

„Carta Dvinskaya” din 1560 a lui Ivan cel Groaznic a reglementat regulile pentru depozitarea și transferul dimensiunii substanțelor în vrac - caracatiță. Primele copii au fost la ordinele statului Moscova, temple și biserici. La acel moment, lucrările de supraveghere a măsurilor și verificarea acestora se desfășurau sub supravegherea cabanei Pomernaya și a Marii Vămi.

Petru I a permis ca măsurile engleze (picioare și inci) să circule în Rusia. Au fost elaborate tabele de măsuri și corelații între măsurile rusești și cele străine. Utilizarea măsurilor în comerț, în minele și fabricile miniere și în monetări era controlată. Consiliul Amiralității s-a ocupat de utilizarea corectă a goniometrelor și busolelor.

În 1736 s-a format Comisia de Greutăți și Măsuri. Măsura inițială a lungimii a fost un arshin de cupru și un sazhen de lemn. Greutate din bronz aurit - primul standard de stat legalizat. Arshinurile de fier au fost făcute din ordinul împărătesei Elisabeta Petrovna în 1858.

8 mai 1790 în Franța a adoptat ca unitate de lungime metru - o patruzeci și milioane de parte din meridianul pământului. (A fost introdus oficial în Franța prin decretul din 10 decembrie 1799.)

În Rusia, în 1835, au fost aprobate standardele de masă și lungime - lira de platină și brațul de platină (7 picioare englezești). 1841 - anul deschiderii Depozitului de greutăți și măsuri exemplare în Rusia.

La 20 mai 1875, Convenția Metrica a fost semnată de 17 state, inclusiv Rusia. Au fost create prototipuri internaționale și naționale ale kilogramului și metrului. (Pe 20 mai este sărbătorită Ziua Metrologului).

Din 1892, Depoul de greutăți și măsuri exemplare a fost condus de celebrul om de știință rus D.I. Mendeleev. Perioada 1892-1918 este de obicei numită epoca lui Mendeleev în metrologie.

În anul 1893, pe baza Depoului, a fost înființată Camera Principală de Greutăți și Măsuri - Institutul Metrologic, unde s-au efectuat încercări și verificare a diferitelor instrumente de măsură. (Mendeleev a condus Camera până în 1907). În prezent, este Institutul de Cercetare a Rusiei de Metrologie numit după DIMendeleev.

Pe baza Regulamentului privind greutățile și măsurile din 1899, au fost deschise alte 10 corturi de calibrare în diferite orașe ale Rusiei.

Secolul XX, cu descoperirile sale în matematică și fizică, a transformat M într-o știință a măsurării. Astăzi, starea și formarea suportului metrologic determină în mare măsură nivelul industriei, comerțului, științei, medicinei, apărării și dezvoltării statului în ansamblu.

Sistemul metric de măsuri și greutăți a fost introdus printr-un decret al Consiliului Comisarilor Poporului din RSFSR din 14 septembrie 1918 („etapa normativă” în metrologia rusă a început cu acesta). Aderarea la Convenția Internațională Metrica a avut loc în 1924, precum și crearea unui comitet de standardizare în Rusia.

1960 - A fost creat „Sistemul Internațional de Unități”. În URSS, a fost folosit din 1981 (GOST 8.417-81). 1973 - În URSS a fost aprobat Sistemul de Stat pentru Asigurarea Uniformității Măsurătorilor (GSI).

1993 a adoptat: prima lege a Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”, legile Federației Ruse „Cu privire la standardizare” și „Cu privire la certificarea produselor și serviciilor”. A fost stabilită răspunderea pentru încălcarea normelor legale și a cerințelor obligatorii ale standardelor în domeniul uniformității măsurătorilor și al suportului metrologic.

- (greacă, de la metron măsură și cuvânt logos). Descrierea greutăților și măsurilor. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910. METROLOGIE Greacă, de la metron, măsură, și logos, tratat. Descrierea greutăților și măsurilor. Explicația a 25.000 străini ...... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Metrologie- Știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de a obține acuratețea necesară. Metrologie legală O ramură a metrologiei care include aspecte legislative și științifice și tehnice interdependente care trebuie să fie ... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

- (din greaca metron masura si ... logica) stiinta masuratorilor, metode de realizare a unitatii lor si a preciziei cerute. Principalele probleme ale metrologiei includ: crearea unei teorii generale a măsurătorilor; formarea unităților de mărimi fizice și a sistemelor de unități; ... ...

- (din grecescul metron măsură și cuvânt logos, învățătură), știința măsurătorilor și metodelor de realizare a unității lor universale și a preciziei cerute. La principal problemele lui M. includ: teoria generală a măsurătorilor, formarea unităţilor fizice. cantitățile și sistemele lor, metodele și ... ... Enciclopedia fizică

Metrologie- știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de atingere a preciziei cerute... Sursa: RECOMANDĂRI PRIVIND STANDARDIZAREA INTERSTATALĂ. SISTEM DE STAT DE ASIGURARE A UNITĂȚII DE MĂSURĂ. METROLOGIE. DE BAZĂ… Terminologie oficială

metrologie- si bine. metrologie f. metron masura + logos concept, doctrina. Doctrina măsurilor; descrierea diferitelor măsuri și greutăți și metode de determinare a probelor acestora. SIS 1954. Unii Pauker a primit premiul complet pentru un manuscris în germană despre metrologie, ... ... Dicționar istoric al galicismelor limbii ruse

metrologie- Știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de atingere a preciziei cerute [RMG 29 99] [MI 2365 96] Subiecte metrologie, concepte de bază EN metrologie DE MesswesenMetrologie FR métrologie ... Manualul Traducătorului Tehnic

METROLOGIA, știința măsurătorilor, metode de realizare a unității lor și a preciziei necesare. Nașterea metrologiei poate fi considerată înființarea la sfârșitul secolului al XVIII-lea. lungimea standard a metrului și adoptarea sistemului metric de măsuri. În 1875, a fost semnat Tratatul Metric internațional... Enciclopedia modernă

Disciplina istorica auxiliara istorica care studiaza dezvoltarea sistemelor de masuri, cont monetar si unitati de impozitare in randul diferitelor popoare... Dicţionar enciclopedic mare

METROLOGIE, metrologie, pl. nu, femeie (din greaca metron masura si logos invatatura). Știința măsurilor și greutăților diferitelor timpuri și popoare. Dicționar explicativ al lui Ushakov. D.N. Uşakov. 1935 1940... Dicționar explicativ al lui Ushakov

Cărți

• Metrologie
• Metrologie, Bavykin Oleg Borisovich, Vyacheslavova Olga Fedorovna, Gribanov Dmitri Dmitrievich. Sunt enunțate principalele prevederi ale metrologiei teoretice, aplicate și legale. Fundamente teoretice și probleme aplicate ale metrologiei în stadiul actual, aspecte istorice...

Metrologie - știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de atingere a preciziei cerute.

Unitatea de măsură- starea măsurătorilor, caracterizată prin faptul că rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale ale căror dimensiuni, în limitele stabilite, sunt egale cu mărimile unităților reproduse prin standarde primare, iar erorile rezultatelor măsurătorilor sunt cunoscute şi să nu depăşească limitele stabilite cu o probabilitate dată.

Cantitate fizica- una dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice- valoarea unei marimi fizice, care caracterizeaza in mod ideal marimea fizica corespunzatoare calitativ si cantitativ.

Mărimea adevărată a unei mărimi fizice este o realitate obiectivă care nu depinde dacă este măsurată sau nu și care caracterizează în mod ideal proprietățile unui obiect.

Deoarece nu cunoaștem valoarea adevărată, se folosește în schimb conceptul de valoare reală.

Valoarea reală a unei mărimi fizice- valoarea unei marimi fizice obtinuta experimental si atat de apropiata de valoarea adevarata incat poate fi folosita in locul acesteia in sarcina de masurare stabilita.

Scara unei marimi fizice- un set ordonat de valori ale unei mărimi fizice, care servește drept bază inițială pentru măsurarea acestei mărimi.

Măsurare - un ansamblu de operații privind utilizarea unui mijloc tehnic care stochează o unitate a unei mărimi fizice, furnizând un raport (într-o formă explicită sau implicită) a mărimii măsurate cu unitatea sa și obținând valoarea acestei mărimi.

Măsurarea este procesul de comparare a cantității pe care o căutați cu o cantitate a cărei mărime este 1.

Q=n*[Q] - ecuația de măsurare,

Q- Mărimea fizică măsurată,

[Q] - caracteristica calitativă a PV,

n- Caracteristica cantitativă, care arată de câte ori valoarea măsurată diferă de valoarea, a cărei mărime este luată ca unitate.

[Q] - dimensiunea sa este luată ca unitate. De exemplu, dimensiunea piesei este de 20 mm, comparăm soluția cu 1 mm.

sarcina de masurare- sarcina care consta in determinarea valorii unei marimi fizice prin masurarea acesteia cu precizia ceruta in conditiile date de masurare.

Conform metodei de obținere a informațiilor, măsurătorile sunt împărțite în:

1. măsurători directe - măsurători în care valoarea dorită a unei mărimi fizice se găsește direct din datele experimentale și pot fi exprimate Q \u003d x, unde Q este valoarea dorită a mărimii măsurate și x este valoarea obținută din datele experimentale. De exemplu, măsurarea lungimii corpului folosind SC, rigla etc. măsurarea se efectuează folosind SI, ale cărui scale sunt gradate în unități ale valorii măsurate.

Măsurătorile directe stau la baza tuturor măsurătorilor ulterioare.

2. Măsurători indirecte(metoda de măsurare indirectă) - determinarea valorii dorite a unei mărimi fizice pe baza rezultatelor măsurătorilor directe ale altor mărimi fizice care sunt legate funcțional de mărimea dorită. De exemplu, volumul parțial Q=V=S*h.

3. Măsurătorile cumulate- măsurători simultane a mai multor mărimi cu același nume, în care valorile dorite ale mărimilor sunt determinate prin rezolvarea unui sistem de ecuații obținute prin măsurarea acestor mărimi în diverse combinații (numărul de ecuații trebuie să fie cel puțin numărul de mărimi ). De exemplu, determinarea greutății corporale folosind greutăți; determinarea rezistenței, inductanței în conexiuni în serie și paralele.

4. Măsurătorile articulare- măsurători simultane a două sau mai multe mărimi diferite pentru a determina relația dintre ele. Cantitățile care nu au același nume diferă ca natură. De exemplu, este necesar să se determine dependența rezistenței de temperatură, presiune

Caracteristici de măsurare:

Principiul de măsurare- fenomenul sau efectul fizic care stă la baza măsurătorilor.

Metodă de măsurare- o metodă sau un set de metode de comparare a mărimii fizice măsurate cu unitatea sa în conformitate cu principiul de măsurare implementat.

Principalele metode de măsurare:

· Metoda de evaluare directă- o metodă de măsurare în care valoarea unei mărimi este determinată direct de instrumentul de măsurare indicator.

· Metoda de comparare a măsurătorilor- o metodă de măsurare în care mărimea măsurată este comparată cu mărimea reproductibilă prin măsură. Metode de comparare a măsurătorilor:

o a) Metoda de măsurare zero- metoda de comparare cu o masura, in care efectul net al actiunii masurandului si masurii asupra comparatorului este adus la zero.

o b) Metoda de măsurare a deplasării- o metodă de comparare cu o măsură, în care mărimea măsurată este înlocuită cu o măsură cu o valoare cunoscută a mărimii.

o c) Metoda de măsurare suplimentară- o metodă de comparare cu o măsură, în care valoarea mărimii măsurate este completată cu o măsură a aceleiași mărimi în așa fel încât comparatorul să fie afectat de suma lor egală cu o valoare prestabilită.

o d) Metoda de măsurare diferențială- o metodă de măsurare în care măsurandul este comparat cu o mărime omogenă având o valoare cunoscută care diferă ușor de valoarea măsurandului și în care se măsoară diferența dintre aceste mărimi.

Eroare de măsurare

Precizia măsurătorilor- una dintre caracteristicile calitatii masurarii, reflectand apropierea de zero a erorii rezultatului masurarii.

Convergența rezultatelor măsurătorilor- apropierea între ele a rezultatelor măsurătorilor de aceeași mărime, efectuate în mod repetat prin aceleași mijloace, prin aceeași metodă în aceleași condiții și cu aceeași grijă.

Reproductibilitatea rezultatelor măsurătorilor- apropierea rezultatelor măsurătorilor aceleiași mărimi, obținute în locuri diferite, prin metode diferite, prin mijloace diferite, de către operatori diferiți, la momente diferite, dar reduse la aceleași condiții de măsurare (temperatură, umiditate etc.) ( reproductibilitatea poate fi caracterizată prin erori rădăcină pătratică medie a serii comparate de măsurători).

instrument de masurare - un instrument tehnic destinat măsurătorilor, având caracteristici metrologice normalizate, reproducerea și (sau) stocarea unei unități de mărime fizică, a cărei mărime este luată neschimbată (într-o eroare specificată) pentru un interval de timp cunoscut.

Tipul instrumentelor de măsură- un set de instrumente de măsură destinate măsurării unor cantități de un anumit tip (mijloace de măsurare a masei, mărimi liniare...).

Clasificarea instrumentelor de măsurare:

1. Măsura- un instrument de măsură destinat să reproducă și (sau) să stocheze o mărime fizică de una sau mai multe dimensiuni date, ale cărei valori sunt exprimate în unități stabilite și sunt cunoscute cu precizia necesară (măsuri cu o singură valoare, cu mai multe valori, un set de măsuri, un depozit de măsuri).

o Măsura lipsită de ambiguitate- o măsură care reproduce o mărime fizică de aceeași dimensiune.

o Set de măsură- un set de masuri de diferite marimi ale aceleiasi marimi fizice, destinate utilizarii practice, atat individual cat si in diverse combinatii (un set de KMD).

o Measure Store- un set de măsuri combinate structural într-un singur dispozitiv, în care există dispozitive pentru conectarea lor în diferite combinații (de exemplu, un depozit de rezistențe electrice).

Valoarea nominală a măsurii- valoarea cantitatii atribuite masurii sau lotului de masuri in timpul fabricatiei. Valoarea reală a măsurii- valoarea cantității atribuite măsurii pe baza etalonării sau verificării acesteia.

2. Aparat de măsură- un instrument de măsurare conceput pentru a obține valorile mărimii fizice măsurate în intervalul specificat.

3. Configurație de măsurare- un set de masuri combinate functional, instrumente de masura, traductoare de masura si alte dispozitive, destinate masurarii uneia sau mai multor marimi fizice si situate intr-un singur loc.

4. Sistem de măsurare- un ansamblu de instrumente de măsurare care formează canale de măsurare, dispozitive de calcul și auxiliare, funcționând ca un întreg și destinate obținerii automate (automatizate) de informații despre starea unui obiect prin măsurarea transformărilor în cazul general, un set de variații în timp; și mărimi distribuite în spațiu care caracterizează această stare; prelucrarea automată a rezultatelor măsurătorilor; înregistrarea și indicarea rezultatelor măsurătorilor și a rezultatelor prelucrării mașinii; conversia acestor date în semnale de ieșire ale sistemului. Sistemele de măsurare satisfac caracteristicile instrumentelor de măsurare și se referă la instrumente de măsurare.

5. Traductor de măsurare.

6. Masina de masurat.

7. Accesorii de măsurare- mijloace auxiliare care servesc la asigurarea conditiilor necesare efectuarii masuratorilor cu precizia ceruta (nu sunt un instrument de masurare).

Caracteristicile metrologice ale instrumentelor de măsură- caracteristicile proprietăților instrumentului de măsurare care afectează rezultatele și erorile de măsurare, concepute pentru a evalua nivelul tehnic și calitatea instrumentului de măsurare, pentru a determina rezultatele măsurătorilor și aprecierea estimată a caracteristicilor componentei instrumentale a măsurării eroare.

Scară- parte a dispozitivului indicator al instrumentului de măsurare, care este o serie ordonată de mărci împreună cu numerotarea asociată acestuia.

Diviziunea la scară- distanța dintre două repere de scară adiacente ale instrumentului de măsurare.

Valoarea diviziunii la scară- diferența dintre valorile cantității corespunzătoare a două semne adiacente de pe scara instrumentului de măsurare.

Valoarea inițială a scalei- cea mai mică valoare a valorii măsurate, care poate fi numărată pe scara instrumentului de măsură.

Scala valoarea finală- cea mai mare valoare a valorii măsurate, care poate fi numărată pe scara instrumentului de măsură.

Variația contorului- diferența dintre citirile instrumentului în același punct al intervalului de măsurare cu o abordare lină a acestui punct din partea valorilor mai mici și mai mari ale valorii măsurate.

Interval de indicație- aria valorii scalei a dispozitivului, limitată de valorile inițiale și finale ale scalei.

Interval de măsurare- intervalul de valori ale mărimii în care sunt normalizate limitele de eroare admisibile ale instrumentului de măsurare.

Caracteristica dinamică a instrumentului de măsură- Proprietățile MX ale instrumentului de măsurare, care se manifestă prin faptul că semnalul de ieșire al acestui instrument de măsurare este afectat de valorile semnalului de intrare și de orice modificare a acestor valori în timp.

Stabilitatea instrumentului- caracteristica calitativă a instrumentului de măsurare, reflectând invarianța în timp a MX-ului acestuia.

Erori la instrumentele de măsură și măsurători:

Nimic nu poate fi măsurat cu acuratețe absolută. Rezultatul măsurării depinde de mulți factori: - metoda de măsurare utilizată,

folosit SI,

Conditii de masurare,

Din metoda de procesare a rezultatelor măsurătorilor,

Calificările operatorului etc.

Acești factori afectează diferența dintre rezultatul măsurării și valoarea reală a cantității în moduri diferite. În primul rând: 1) există o eroare de a înlocui valoarea adevărată cu cea reală. 2) eroarea metodei de măsurare utilizată, iar fiecare dintre metode aduce o anumită contribuție la eroare. 3) Pentru că orice relație între valoarea măsurată și alte mărimi este derivată pe baza unor ipoteze, atunci când se utilizează această dependență, este permisă o eroare teoretică (metodologică). 4) Instrumentul de măsurare în sine este o sursă de eroare, deoarece imperfecțiunea acestuia, denaturarea trăsăturilor caracteristice ale valorii măsurate (semnal de intrare) intrând în intrarea SI în procesul de efectuare a măsurătorilor. transformări.

Eroare de instrument - diferența dintre indicația instrumentului de măsurare și valoarea adevărată (reală) a mărimii fizice măsurate.

Eroare de măsurare - abaterea rezultatului măsurării de la valoarea adevărată (reala) a mărimii măsurate (valoarea adevărată a mărimii este necunoscută, se folosește doar în studii teoretice. În practică se folosește valoarea reală a mărimii)

Eroarea instrumentului de măsură în intervalul mărimii de influență- eroarea instrumentului de măsurare în condițiile în care una dintre mărimile de influență ia orice valoare în intervalul de lucru al valorilor sale, iar cantitățile de influență rămase sunt în limitele corespunzătoare condițiilor normale (GOST 8.050-73 „Condiții normale pentru efectuarea măsurători liniare și unghiulare"). Notă: Eroarea instrumentului de măsurare în intervalul mărimii de influență nu este o eroare suplimentară, deoarece aceasta din urmă se datorează doar diferenței dintre valoarea mărimii de influență față de valoarea normală.

Eroare sistematică- componentă a erorii rezultatului măsurării, care rămâne constantă sau se modifică regulat în timpul măsurătorilor repetate ale aceleiași mărimi fizice.

Eroare instrumentală- componenta erorii de masurare, datorata erorii instrumentului de masura folosit.

Eroare de metodă- componentă a erorii sistematice de măsurare, datorită imperfecțiunii metodei de măsurare acceptate.

Eroare subiectivă- componentă a erorii sistematice de măsurare, datorită caracteristicilor individuale ale operatorului.

eroare aleatorie- componentă a erorii rezultatului măsurării, care variază aleatoriu (în semn și valoare) în timpul măsurătorilor repetate, efectuate cu aceeași grijă, de aceeași mărime fizică.

Eroare absolută- eroarea de masurare, exprimata in unitati ale valorii masurate.

Eroare relativă- eroare de măsurare, exprimată ca raport dintre eroarea absolută de măsurare și valoarea reală sau măsurată a mărimii măsurate.

Componenta sistematică a erorii instrumente de măsurare - o componentă a erorii unei anumite instanțe a unui instrument de măsurare, cu aceeași valoare a mărimii măsurate sau reproductibile și condiții neschimbate de utilizare a instrumentului de măsurare, rămânând constantă sau modificându-se atât de încet încât modificările sale în timpul măsurării pot fi neglijat, sau în schimbare conform unei anumite legi, dacă se schimbă condițiile.

Componenta aleatorie a erorii instrumentului de măsurare- o componentă aleatorie a erorii instrumentului de măsurare, datorată numai proprietăților instrumentului de măsurare însuși; este o variabilă aleatoare centrată sau un proces aleator centrat.

O singură eroare de măsurare- eroarea unei măsurători (neinclusă într-o serie de măsurători), estimată pe baza erorilor cunoscute ale mijloacelor și metodei de măsurători în condiții date.

Eroare totală- eroarea rezultatului măsurării (constând din suma erorilor sistematice aleatoare și neexcluse luate ca aleatoriu), calculată prin formula.

Clasa de precizie a instrumentelor de măsură- o caracteristică generalizată a acestui tip de instrumente de măsurare, de regulă, care reflectă nivelul de precizie a acestora, exprimat prin limitele erorilor principale și suplimentare admisibile, precum și alte caracteristici care afectează precizia.

Clasele de precizie ale instrumentelor de măsură

Limitele erorii de bază admisibile sunt stabilite în secvența prezentată mai jos.

Limitele erorii de bază absolute admisibile sunt stabilite prin formula:

sau, (2)

unde Δ este limitele erorii de bază absolute admisibile, exprimate în unități ale valorii măsurate la intrare (ieșire) sau condiționat în diviziuni de scară;

x - valoarea valorii măsurate la intrarea (ieșirea) instrumentelor de măsură sau numărul de diviziuni numărate pe cântar;

a, b sunt numere pozitive independente de x.

În cazuri justificate, limitele erorii absolute admisibile sunt stabilite după o formulă mai complexă sau sub forma unui grafic sau tabel.

Limitele erorii de bază reduse admisibile trebuie stabilite prin formulă

, (3)

unde γ - limitele erorii de bază permise, %

Δ - limitele erorii de bază absolute admisibile, stabilite prin formula (1);

X N este valoarea de normalizare exprimată în aceleași unități ca Δ;

p - număr pozitiv abstract ales din seria 1∙10 n ; 1,5∙10 n ;(1,6∙10 n);2∙10 n ;2,5∙10 n ;(3∙10 n);4∙10 n; n=1, 0, -1, -2 etc.) ( *)

Valorile date în paranteze nu sunt stabilite pentru instrumentele de măsură nou dezvoltate.

Valoarea de normalizare X N pentru instrumentele de măsurare cu o scară uniformă, aproape uniformă sau de putere, precum și pentru traductoarele de măsurare, dacă valoarea zero a semnalului de intrare (ieșire) este la margine sau în afara domeniului de măsurare, trebuie setată egală cu cea mai mare dintre limitele de măsurare sau egală cu cea mai mare dintre măsurătorile modulelor limită dacă valoarea zero se află în domeniul de măsurare.

Pentru instrumentele electrice de măsură cu o scară uniformă, aproape uniformă sau de putere și un marcaj zero în domeniul de măsurare, valoarea de normalizare poate fi setată egală cu suma modulelor limitelor de măsurare.

Pentru instrumentele de măsurare a unei mărimi fizice, pentru care se adoptă o scară cu zero condiționat, valoarea de normalizare se setează egală cu modulul diferenței limitelor de măsurare.

Pentru instrumentele de măsură cu o valoare nominală fixă, valoarea de normalizare este setată egală cu această valoare nominală.

Limitele erorii relative admisibile de bază sunt stabilite prin formula:

dacă Δ este stabilit conform formulei (1) sau conform formulei

, (5)

unde δ - limitele erorii de bază relative admisibile, %

q este un număr pozitiv abstract,

X k - cel mai mare (modulo) dintre limitele de măsurare,

c și d sunt numere pozitive alese din seria (*).

În cazuri justificate, limitele erorii de bază relative admisibile sunt stabilite după o formulă mai complexă sau sub forma unui grafic sau tabel.

Clasele de precizie care corespund limitelor mai mici ale erorilor permise ar trebui să corespundă literelor care sunt mai aproape de începutul alfabetului sau numerelor care înseamnă numere mai mici.

În documentația operațională pentru un instrument de măsurare de un anumit tip, care conține denumirea clasei de precizie, trebuie să existe o referire la standardul sau condițiile tehnice în care este stabilită clasa de precizie a acestui instrument de măsurare.

Regulile de construcție și exemplele de desemnare a claselor de precizie în documentație și pe instrumentele de măsurare sunt date în tabel.

O scară practic uniformă este o scară, a cărei lungime a diviziunilor diferă între ele cu cel mult 30% și are o valoare constantă a diviziunii.

Formular de exprimare a erorilor	Limitele erorii de bază admisibile	Limitele erorii de bază admisibile, %	Desemnarea clasei de precizie
în documentare	pe instrumentul de măsură
Redus cu	Conform formulei (3): dacă valoarea de normalizare este exprimată în unități de mărime la intrarea (ieșirea) instrumentelor de măsură dacă valoarea de normalizare este luată egală cu lungimea scalei sau a părții sale		Clasa de precizie 1,5 Clasa de precizie 0,5	1,5 0,5
Rudă de	Conform formulei (4) Conform formulei (5)		Clasa de precizie 0,5 Clasa de precizie 0,02/0,01	0,02/0,01
Absolut de	Prin formula (1) sau (2)		Clasa de precizie M Clasa de precizie C	DOMNIȘOARĂ

Condiții normale pentru efectuarea măsurătorilor liniare și unghiulare

În funcție de condițiile de măsurare, erorile se împart în: de bază și suplimentare.

Eroarea principală este eroarea corespunzătoare condițiilor normale, care sunt stabilite prin documente de reglementare pentru tipurile de instrumente de măsurare.

În timpul măsurătorilor trebuie asigurate condiții normale pentru a exclude practic erori suplimentare.

Valori normale ale principalelor cantități de influență:

1. Temperatura ambiantă 20 ° C conform GOST 9249-59.

2. Presiunea atmosferică 101325 Pa (760 mm Hg).

3. Umiditatea relativă a aerului ambiant 58% (presiunea parțială normală a vaporilor de apă 1333 Pa).

4. Accelerația în cădere liberă (accelerația gravitației) 9,8 m/s 2 .

5. Direcția liniei și planului de măsurare a dimensiunilor liniare este orizontală (90 ° față de direcția gravitației).

6. Poziția planului de măsurare a unghiului este orizontală (90 ° față de direcția gravitației).

7. Viteza relativă a mediului extern este zero.

8. Valorile forțelor externe, cu excepția gravitației, a presiunii atmosferice, a acțiunii câmpului magnetic al Pământului și a forțelor de adeziune ale elementelor sistemului de măsurare (instalație) sunt egale cu zero.

Pentru comparabilitate, rezultatele măsurătorilor ar trebui reduse la valori normale ale cantităților de influență cu o eroare care nu depășește 35% din eroarea de măsurare admisă.

Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor cu observații multiple independente:

Este necesar să se studieze un set de obiecte omogene în raport cu o trăsătură calitativă sau cantitativă care caracterizează obiectul (trăsătura calitativă este standarditatea piesei, cantitativ este parametrul controlat al piesei). Uneori se efectuează un sondaj continuu, adică fiecare dintre obiectele din populație este examinat. În practică, acest lucru este dificil de implementat, deoarece colecția conține un număr foarte mare de obiecte. Prin urmare, în astfel de cazuri, un număr limitat de obiecte (eșantion) este selectat aleatoriu din populația de studiat. Pe baza rezultatelor obținute se face o concluzie despre întreaga populație.

Populație eșantion (eșantion)- un set de obiecte selectate aleatoriu.

Populația- întregul set de obiecte din care este realizată proba.

Rezultatul măsurătorii- valoarea cantitatii obtinute prin masurarea acesteia.

O serie de rezultate- valori ale aceleiași mărimi, obținute succesiv din măsurători succesive.

Difuzarea rezultatelor într-o serie de măsurători- discrepanța dintre rezultatele măsurătorilor aceleiași mărimi într-o serie de măsurători la fel de precise, de regulă, datorită acțiunii erorilor aleatorii. Estimările dispersiei rezultatelor într-o serie de măsurători pot fi: interval, eroare medie aritmetică (modulo), eroare pătrată medie (modulo), eroare pătrată medie sau abatere standard (deviație pătrată medie, abatere standard experimentală).

Gama de rezultate de măsurare- estimarea R n a dispersiei rezultatelor măsurătorilor unice ale unei mărimi fizice, formând o serie (sau un eșantion de n măsurători), calculată prin formula

,

unde X max și X min sunt cele mai mari și cele mai mici valori ale unei mărimi fizice dintr-o serie dată de măsurători (împrăștierea se datorează de obicei manifestării unor cauze aleatoare în timpul măsurării și este de natură probabilistică).

Rezultatele observațiilor sunt concentrate în mare măsură în jurul valorii adevărate a mărimii măsurate și, pe măsură ce aceasta se apropie de aceasta, elementele de probabilitate ale apariției lor cresc. Cu măsurători multiple, informațiile despre valoarea adevărată a mărimii măsurate și dispersia rezultatelor observaționale constă într-o serie de rezultate ale observațiilor individuale X 1 , X 2 , …X n , unde n este numărul de observații. Ele pot fi considerate ca n variabile aleatoare independente. În acest caz, media aritmetică a rezultatelor observaționale obținute poate fi luată ca o estimare a valorii măsurate.

.

Media aritmetică este doar o estimare a așteptării matematice (MO) a rezultatului măsurării și poate deveni o estimare a valorii adevărate a mărimii măsurate numai după eliminarea erorilor sistematice.

De o importanță deosebită, alături de MO a rezultatelor măsurătorilor, este dispersia - o caracteristică a dispersiei rezultatelor în raport cu MO. Dispersia nu este întotdeauna convenabilă de utilizat, deci se utilizează abaterea standard a rezultatelor observaționale.

Eroarea pătratică medie a rezultatelor măsurătorilor individuale într-o serie de măsurători(root-mean-square error, SKP) - o estimare a dispersiei S a unei singure măsurări are ca rezultat o serie de măsurători la fel de precise ale aceleiași mărimi fizice despre valoarea lor medie, calculată prin formula

,

unde X i este rezultatul celei de-a i-a măsurători unice,

Media aritmetică a valorii măsurate din n rezultate unice.

Atunci când procesează un număr de rezultate de măsurare care nu conțin erori sistematice, SQL și RMS sunt aceeași estimare a dispersiei rezultatelor măsurătorii.

Eroarea pătratică medie a rezultatului măsurării mediei aritmetice- arată abaterea mediei eșantionului de la așteptarea matematică.

,

unde S este eroarea pătratică medie a rezultatelor măsurătorilor individuale, obținute dintr-o serie de măsurători la fel de precise; n este numărul de măsurători individuale într-un rând.

Limitele de încredere ale erorii rezultatelor măsurătorii- cele mai mari și mai mici valori ale erorii de măsurare, limitând intervalul în care valoarea dorită (adevărată) a erorii rezultatului măsurării este situată cu o probabilitate dată. (Limitele de încredere în cazul unei distribuții normale se calculează ca ±t p ·S, unde t p este un coeficient în funcție de probabilitatea de încredere P și de numărul de măsurători n).

Limitele intervalului de încredere sunt definite astfel:

()

Amendament- valoarea mărimii introduse în rezultatul măsurării necorectate pentru a exclude componentele erorii sistematice (semnul corecției este opus semnului erorii).

Criteriu pentru filtrarea ratelor pentru un nivel de încredere predeterminat(Criteriul Romanovsky) - pentru toate rezultatele X i care nu sunt valori aberante (nu sunt ratate), sunt îndeplinite următoarele condiții:

,

unde t p - cuantilă (coeficient).

domnisoara- eroarea rezultatului unei măsurători individuale inclusă într-o serie de măsurători, care pentru aceste condiții diferă brusc de restul rezultatelor acestei serii (o greșeală este o eroare grosieră de măsurare).

Limitați eroarea de măsurare într-o serie de măsurători- eroarea maximă de măsurare (plus, minus) permisă pentru o anumită sarcină de măsurare ().

Distribuția normală a variabilelor aleatoare apare atunci când rezultatul măsurării este afectat de mulți factori (aleatori), niciunul dintre care nu este predominant.

Funcția normală de distribuție:

,

unde X i este a i-a valoare a unei variabile aleatoare (RV),

M[X] – așteptarea matematică a CB,

σ x – abaterea standard a unui singur rezultat de măsurare.

Legea distribuției normale.