Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Dobar posao na stranicu ">

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

UVOD

Čitavu historiju čovječanstva pratila je i pratila upotreba mjerenja: bez njih nije moguće nikakvo naučno otkriće ili izum. M.V. Lomonosov je napisao: "Kroz geometriju za mjerenje, kroz mehaniku za vješanje, kroz optiku za gledanje." Mjerenja su izvor naših naučnih saznanja. "U fizici postoji samo ono što se može izmjeriti" (Max Planck).

Industrijska proizvodnja je praćena veliki broj sve vrste merenja. Merenjima se utvrđuje usklađenost proizvedenih delova i proizvoda uopšte sa zahtevima projektnu dokumentaciju... Procjenjuje se da udio troškova mjerne opreme iznosi najmanje 15% troškova opreme u mašinstvu i preko 25% - u radioelektronici, avionogradnji, hemijskoj i nekim drugim industrijama.

Poboljšanje kvaliteta proizvoda je u velikoj meri posledica toga koliko je dobro organizovana merna služba preduzeća. Nemoguće je upravljati ovim ili onim procesom bez praćenja njegovih indikatora.

Unapređenje mjernih tehnika, koje se očituje u povećanju tačnosti mjerenja i stvaranju novih metoda i instrumenata, doprinosi novim napretcima nauke.

Tako je, na primjer, povećanje tačnosti vaganja za jednu znamenku dovelo do otkrića 1892-1984. novi gas argon, koji ranije nije bio detektovan zbog netačnih merenja. Uvođenje mikroskopa u eksperimentalnu praksu stvorilo je izuzetne mogućnosti za proučavanje mikroorganizama i dovelo do stvaranja mikrobiologije. Često potreba za proučavanjem određenih pojava zahtijeva stvaranje nove, naprednije opreme. Nova otkrića u nauci, zauzvrat, dovode do poboljšanja mjernih tehnika, kao i do stvaranja novih uređaja.

Prvi pokušaji kvantitativnog istraživanja električnih pojava u prirodi je zahtijevalo stvaranje posebnih mjernih instrumenata za ovu svrhu. Davne 1744. godine M.I. Lomonosov je izrazio izvanrednu ideju da se "struja može izvagati". U tom cilju, on je zajedno sa G.V. Richman je stvorio prvi električni mjerni uređaj na svijetu – „pokazivač električna sila“, koji je imao pokazivač i vagu.

Kasnije, razvojem teorije elektriciteta, otkriveni su novi zakoni na osnovu kojih su razvijene nove metode mjerenja i instrumenti, a mjerna praksa je poboljšana.

Prije otvaranja radija A.S. Popov, dimenzija se razvila samo na tom području jednosmerna struja i niske frekvencije. Ali već 1905. godine A.S. Popov je predložio diferencijalni most za mjerenje malih kapaciteta, koji je korišten da se uzme u obzir utjecaj opreme na rad brodskih antena. Iste godine, na sastanku odsjeka za fiziku Ruskog fizičko-hemijskog društva, napravio je izvještaj "O određivanju talasne dužine i perioda oscilacija", u kojem je izvijestio o rezonantnom mjeraču talasa koji je izumio.

Pojavom mjernih instrumenata i razvojem mjernih metoda, nastao je novo područje nauke – metrologija – kao nauka o preciznim merenjima.

Veliki doprinos razvoju domaćeg mjeriteljstva dali su D.I. Mendeljejev, koji je 1893. godine bio na čelu Glavne komore za tegove i mjere, čiji su zadaci uključivali ne samo čuvanje etalona i osiguranje verifikacije mjernih instrumenata pomoću njih, već i naučna istraživanja u oblasti mjeriteljstva. Počele su da se stvaraju lokalne kalibracione komore.

Akademik M.V. Šulejkin, koji je 1013. godine organizovao prvu fabričku laboratoriju za proizvodnju radio mernih instrumenata. Veliki doprinos razvoju radio mjerenja dao je akademik L.I. Mandelstam, koji je stvorio prototip modernog elektronskog osciloskopa početkom 20. stoljeća.

Teorijska osnova mjerenja je mjeriteljstvo - nauka o mjerenjima, metodama i sredstvima kojima se osigurava njihovo jedinstvo i načini postizanja potrebne tačnosti.

Koncept "mjerenja" nalazi se u razne nauke(matematika, fizika, hemija, psihologija, ekonomija itd.), ali se u svakom od njih može tumačiti na različite načine. U ovom studijski vodič razmatraju se samo problemi koji se odnose na merenje fizičkih veličina u oblasti radio elektronike.

To uključuje:

· Mjerenje parametara dijelova ili elemenata koji čine mjerni objekat;

· Mjerenje režima pojedinih dijelova, sklopova i cijelog mjernog objekta;

· Gradiranje ili verifikacija stepena skala različitih uređaja;

· Uklanjanje karakteristika koje određuju svojstva uređaja i uređaja;

Određivanje distorzije signala prilikom prolaska razni uređaji;

· Mjerenje parametara moduliranih signala;

· Mjerenje jačine elektromagnetnih polja, korisnih i ometajućih;

· Pronalaženje kvarova u radio opremi i utvrđivanje njihove prirode.

Osim toga, ovo može uključivati ​​greške mjerenja, metode obračuna i smanjenja, te evaluaciju rezultata mjerenja.

1. OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE U OBLASTI METROLOGIJE

U bilo kojoj nauci, proizvoljno tumačenje upotrijebljenih termina je neprihvatljivo. Terminologiju u oblasti mjeriteljstva regulira GOST 16263-70 „Goriva i maziva. metrologija. Termini i definicije". Za svaki koncept se utvrđuje jedan standardizovani pojam, koji dobija odgovarajuću definiciju.

Metrologija je nauka o mjerenjima, metodama i sredstvima njihovog jedinstva i načinima postizanja potrebne tačnosti. U tom smislu, glavni zadaci mjeriteljstva mogu se formulirati: teorijska pitanja osiguranje ujednačenosti mjerenja i postizanje potrebne tačnosti; osnivanje obavezujuća pravila, zahtjevi i organizacioni aranžmani usmjereno na postizanje ovih ciljeva.

Razlikovati teorijsku i zakonsku metrologiju.

Teorijska metrologija uključuje razvoj i unapređenje teorijske osnove mjerenja i mjerne tehnologije, naučne osnove za osiguranje ujednačenosti mjerenja u zemlji. Uključuje sljedeće glavne probleme:

razvoj opšte teorije merenja i teorije grešaka, uključujući stvaranje novih metoda merenja i razvoj metoda za otklanjanje ili smanjenje grešaka;

· Stvaranje i unapređenje sistema jedinica fizičkih veličina;

· Stvaranje i unapređenje sistema standarda;

· Stvaranje i unapređenje naučnih osnova za prenošenje veličina jedinica fizičkih veličina sa etalona na radne merne instrumente.

Zakonsko mjeriteljstvo je dio mjeriteljstva koji uključuje komplekse međusobno povezanih i međuzavisnih opšta pravila, zahtjeve i norme, kao i druga pitanja koja zahtijevaju regulaciju i kontrolu od strane države, u cilju obezbjeđivanja ujednačenosti mjerenja i ujednačenosti mjernih instrumenata. Njegovi glavni zadaci:

Kreiranje i unapređenje sistema državni standardi koji utvrđuju pravila, zahtjeve i norme kojima se utvrđuje organizacija i metodologija za obavljanje poslova radi obezbjeđivanja jednoobraznosti i tačnosti mjerenja;

· Organizacija i funkcionisanje relevantne državne službe.

Svrha mjerenja je da se odredi veličina količine, a rezultat mjerenja mora biti izražen kao broj.

Mogući radni opis pojma "mjerenje", u skladu s našom intuicijom, glasi: "Mjerenje je primanje informacije." Jedan od najvažnijih aspekata mjerenja je prikupljanje informacija. To znači da rezultat mjerenja treba da opisuje stanje ili pojavu u svijetu oko nas koju mjerimo. Dok je sticanje informacija očigledno, potrebno je, ali ne i dovoljno, definisati merenje: kada neko čita udžbenik, akumulira informacije, ali ne vrši merenja. Drugi aspekt mjerenja je da ono mora biti selektivno. Može nam pružiti informacije samo o tome šta želimo izmjeriti (o izmjerenoj vrijednosti), ali ne govori ništa ni o jednom od mnogih drugih stanja ili pojava oko nas. Treći aspekt je da mjerenje mora biti objektivno. Ishod mjerenja ne bi trebao ovisiti o posmatraču. Svaki posmatrač bi trebao izvući iste informacije iz mjerenja i doći do istih zaključaka.

Mjerenje je skup operacija za korištenje tehničkog sredstva koje pohranjuje jedinicu fizičke veličine, a koji se sastoji u poređenju (eksplicitno ili implicitno) mjerene veličine sa njenom jedinicom kako bi se dobila vrijednost ove veličine (ili informacija o njoj). ) u obliku koji je najpogodniji za upotrebu.

Fizička veličina je karakteristika jednog od svojstava fizičkog objekta, koja je kvalitativno uobičajena za mnoge fizičke objekte ( fizički sistemi, njihova stanja i procesi koji se u njima odvijaju), ali je kvantitativno individualno za svaki objekt.

Proces mjerenja se sastoji u poređenju izmjerene vrijednosti sa nekom njenom vrijednošću, uzetom kao jedinica.

Rezultat mjerenja je broj koji pokazuje omjer izmjerene vrijednosti i mjerne jedinice.

Jedinica mjerenja naziva se fizička veličina sa numerička vrijednost"1", uzeto kao osnova za poređenje sa vrijednostima iste vrste. Jedinice mjerenja se dijele na osnovne i izvedene. Da biste mogli uporediti rezultate mjerenja u drugačije vrijeme i na različitim mjestima, sistem jedinica je uspostavljen zakonom (GOST 8.417-81 GSI). Mi smo prihvatili Međunarodni sistem jedinice (SI), izgrađene na sedam osnovnih jedinica: metar, kilogram, sekunda, amper, kandela, kelvin, mol. Na osnovu ovih vrijednosti formiraju se izvedene SI jedinice (tabela 1.1).

Tabela 1.1 - SI izvedene jedinice

			m -1hkghs-2
			m -2hkghs-2
			m -2hkghs-3
			m 2hkghc3hA-1
			m -2hkghs-3hA-2
			m 2hkghs-2hA-2
			m -2xkg-1xc3xA2
			m 2hkghs-2hA-1
			m2hkghs-2xA-2
			m-2khkdkhsr
Becquerel

U komunikacijskoj tehnologiji široko se koristi vansistemska logaritamska jedinica decibela (DB), uz pomoć koje se određuju relativne vrijednosti pojačanja, slabljenja, nelinearnih izobličenja i neujednačenosti karakteristika.

1 dB je jednak 10 lg odnosa dvije istoimene količine energije (snaga, energija) pri P1 / P2 = 101/10 = 1,259. Za veličine "snage" (napon, struja, jačina polja) 1 dB je jednako 20 lg njihovog odnosa, ako je U1 / U2 = 101/20 = 1,22.

Da bi se izrazila kvantitativna razlika između istoimenih veličina, koristi se koncept veličine fizičke veličine - kvantitativni sadržaj u ovaj objekat svojstva koja odgovaraju konceptu "fizičke veličine". Veličina neke veličine postoji objektivno, bez obzira da li je znamo ili ne, možemo li je izmjeriti ili ne.

Dimenzija fizičke veličine je izraz u obliku monoma stepena sastavljen od proizvoda simbola osnovnih fizičkih veličina u različitim stepenima i koji odražava odnos date fizičke veličine sa fizičkim veličinama usvojenim u ovom sistemu veličina kao osnovne , i sa koeficijentom proporcionalnosti jednakim jedan.

Ne može se izmjeriti svaka fizička veličina, jer svaka fizička veličina ne dozvoljava poređenje njenih vrijednosti. Mjerljiva veličina može biti samo takva iz čije definicije proizilaze pojmovi "više" i "manje" i mogućnost poređenja vrijednosti. Očigledno, izmjerena vrijednost može poprimiti vrijednost "0".

Većina fizičkih veličina zadovoljava ove zahtjeve. Na primjer, masa, dužina, induktivnost, otpor itd. Ali takva vrijednost kao što je tvrdoća zahtijeva posebnu definiciju da bi mjerenje bilo moguće. Zaista, ako o tvrdoći sudimo prema tome da li dijamant, korund, topaz, kvarc, feldspat, itd., konstantno ostavljaju ogrebotine na ispitnom objektu, kao što je uobičajeno u mineralogiji, onda takva definicija tvrdoće ne sadrži neophodni elementi da izvršite merenje. Ali Brinellova definicija, prema kojoj se tvrdoća procjenjuje prečnikom udubljenja u objektu ispitivanja, dobijenom pod određenim uvjetima, već zadovoljava zahtjeve mjerljivosti.

Vrijednost nule za neke slučajeve je uslovna. Na primjer, kada mjerimo stepen zagrijanosti tijela, prisiljeni smo da se dogovorimo oko "referentne tačke" ( nula vrijednost) i, u suštini, ne mjeri tjelesnu temperaturu, već samo uslovni temperaturni interval, temperaturnu razliku.

Gornja definicija mjernog procesa pretpostavlja da je jedinica mjere nezamjenjiva karika u ovom procesu.

Sve navedeno pretpostavlja legitimnost prihvaćene terminologije i povezano postojanje pojmova kao što su jedinstvo mjerenja i uniformnost mjernih instrumenata.

Jedinstvo mjerenja je stanje mjerenja u kojem su njihovi rezultati izraženi u legaliziranim jedinicama, a greške mjerenja su poznate sa datom vjerovatnoćom.

Ujednačenost mjernih instrumenata - stanje mjerila, koje karakteriše činjenica da su diplomirani u legalizovanim jedinicama i da su njihova metrološka svojstva usklađena sa standardima.

Za organizaciju obezbjeđivanja ujednačenosti mjerenja i ujednačenosti mjernih instrumenata u zemlji je stvorena metrološka služba.

Metrološka služba je mreža državnih i resornih organa i njihovih aktivnosti usmjerenih na osiguranje ujednačenosti mjerenja i ujednačenosti mjernih instrumenata u zemlji. Ova tijela nadziru stanje mjernih instrumenata i osiguravaju prenošenje veličine jedinica fizičkih veličina sa etalona na radna mjerila.

Svako mjerenje mora se prethodno razmotriti, mora se izraditi plan mjerenja. S tim u vezi, u teoriji mjerenja uvodi se koncept kao tehnika mjerenja.

Tehnika mjerenja - detaljan raspored procesa mjerenja za odabranu šemu i skup instrumenata, uključujući pravila, redoslijed operacija, broj mjerenja, itd. S obzirom na istu mjernu shemu i dati skup opreme, moguće su različite tehnike, i obrnuto, za izvođenje mjerenja prema jednoj tehnici mogu se koristiti razne šeme merenja i opreme.

U procesu mjerenja ili podešavanja parametara izvora signala, operater vrši očitavanja ili očitavanja.

Odbrojavanje je broj koji pokazuje indikator uređaja. U mjeračima brojčanika, broj je broj napisan na podjeli skale na kojoj je postavljena strelica; u digitalnom - broj koji se opaža na prednjoj ploči u obliku svijetlećih cifara; ponekad je broj broj napisan na podjeli brojčanika nasuprot linije kose.

Indikacija je fizička veličina koja odgovara očitanju. Očitavanje se dobija množenjem očitanja sa faktorom konverzije.

Na primjer, ako je očitavanje na skali voltmetra 20 V, prekidač "Množilac" je postavljen na oznaku 0,1, tada će očitavanje instrumenta biti 2 V.

2. KLASIFIKACIJA MJERENJA

Informacija dobijena tokom mjerenja naziva se mjerna informacija.

Prema načinu dobijanja mjernih informacija, mjerenja se dijele na direktna, indirektna, agregatna i zajednička.

Direktno mjerenje je mjerenje u kojem se željena vrijednost fizičke veličine pronalazi direktno iz eksperimentalnih podataka (na primjer, mjerenje jačine struje ampermetrom). Matematički, direktna mjerenja se mogu napisati elementarnom formulom

gdje je Q tražena (prava) vrijednost fizičke veličine;

X je vrijednost fizičke veličine pronađene njenim mjerenjem i nazvana rezultatom mjerenja.

Indirektno mjerenje je mjerenje u kojem se na osnovu poznatog odnosa između ove veličine i veličina podvrgnutih direktnim mjerenjima pronađe željena vrijednost veličine. Indirektna mjerenja se izražavaju sljedećom formulom:

Q = F (X1 X2, ... Xm) (2.2)

gdje su X1 X2, ... Xm rezultati direktnih mjerenja veličina koje se odnose na poznato funkcionalna zavisnost F sa željenom vrijednošću mjerene veličine Q (npr. pri mjerenju otpora metodom ampermetar-voltmetar, rezultati direktnih mjerenja su napon i struja, a rezultat indirektnih mjerenja će biti otpor pronađen prema Ohmovom zakonu) .

Agregatna mjerenja - istovremena mjerenja više istoimenih veličina, u kojima se tražene vrijednosti veličina određuju rješavanjem sistema jednačina dobijenih direktnim mjerenjem razne kombinacije ove veličine (na primjer, određivanje mase pojedinačnih postavljenih utega iz poznate mase jednog od njih).

Zajednička mjerenja - istovremena mjerenja dvije ili više neidentičnih veličina kako bi se utvrdio odnos između njih (na primjer, uzimanje strujno-naponske karakteristike diode).

Zbirna mjerenja se zasnivaju na dobro poznatim jednadžbama koje odražavaju proizvoljnu kombinaciju veličina, a zajednička mjerenja su zasnovana na jednačinama koje odražavaju postojanje veze između izmjerenih veličina.

Ako izmjerena vrijednost ostane konstantna tokom mjerenja, mjerenja se nazivaju statička, ako se mijenjaju - dinamička. Dinamička mjerenja mogu biti kontinuirana (ako vam tehnička sredstva omogućavaju kontinuirano praćenje vrijednosti izmjerene vrijednosti) i diskretna (ako se vrijednosti izmjerene vrijednosti bilježe samo u izolovani trenuci vrijeme).

Prema načinu iskazivanja rezultata mjerenja se dijele na apsolutna i relativna.

Apsolutno mjerenje je mjerenje koje se zasniva na direktnim mjerenjima jedne ili više osnovnih veličina i (ili) korištenju vrijednosti fizičkih konstanti. Rezultat mjerenja se izražava direktno u jedinicama fizičke veličine.

Relativno mjerenje je mjerenje odnosa veličine i veličine istog imena, koja igra ulogu jedinice, ili promjena količine u odnosu na veličinu istog imena, uzeta kao početna (npr. , određivanje pojačanja kao omjera napona na ulazu i izlazu uređaja). Vrijednost dobijena kao rezultat relativnih mjerenja može biti ili bezdimenzionalna, ili izražena u relativnim logaritamskim jedinicama (bel, oktava, dekada) i drugim relativnim jedinicama.

U zavisnosti od uslova koji određuju tačnost rezultata, merenja se dele u tri klase:

jedan). mjerenje najveće moguće preciznosti koja se može postići sa trenutnim stanjem tehnike:

· Referentnost (postiže se maksimalna moguća tačnost reprodukcije veličine fizičke veličine);

· Mjerenja fizičkih konstanti;

· Astronomski;

2). kontrolna i verifikaciona merenja - merenja čija greška ne bi trebalo da prelazi određenu postavljena vrijednost... Za takva mjerenja koriste se ogledni mjerni instrumenti, a sama mjerenja se izvode u posebnim laboratorijama;

3). tehnička (radna) mjerenja - mjerenja u kojima je greška rezultata mjerenja određena karakteristikama mjernog instrumenta. Mjerni instrumenti koji se koriste u tu svrhu nazivaju se radnici.

Zauzvrat, tehnička mjerenja se dijele na operativna, koriste se za kontrolu radne opreme i izvode se standardnim tvornički proizvedenim mjernim instrumentima; proizvodnja koja se obavlja u radionicama i služi za mjerenje parametara dijelova od kojih se sastavljaju sklopovi i blokovi opreme; mjerenja režima instaliranih u blokovima i čvorovima; uzimanje karakteristika ovih jedinica i čitavog uređaja u cjelini; mjerenja tokom ugradnje, podešavanja i podešavanja; mjerenja u prijemnim testovima gotovih proizvoda, instalacije i objekti i izvode se uglavnom standardnim mjernim instrumentima; laboratorija, proizvedena u naučno istraživanje i razvoj novih sistema, uređaja i uređaja.

3. KLASIFIKACIJA MJERNIH INSTRUMENTA

mjerni instrument - tehnička sredstva(ili njihov kompleks), namijenjen za mjerenja, koji imaju normalizirane metrološke karakteristike, reprodukuju i (ili) pohranjuju jedinicu fizičke veličine, čija se veličina pretpostavlja da je nepromijenjena (unutar navedene greške) za poznati vremenski interval.

Prema tehničkoj i metrološkoj namjeni, prema GOST 16263-70 GSI, mjerni instrumenti se dijele na sljedeći način:

Mere - merni instrumenti dizajnirani da reprodukuju fizičku veličinu date veličine;

· merni instrumenti- mjerni instrumenti dizajnirani za dobijanje mjernih informacija u obliku dostupnom za direktnu percepciju od strane posmatrača;

· mjerni pretvarači- mjerni instrumenti dizajnirani da generiraju signal mjerne informacije u obliku pogodnom za prijenos, daljnju transformaciju, obradu i (ili) pohranjivanje, ali nije podložan direktnoj percepciji od strane posmatrača.

Osim toga, može se formirati skup različitih mjernih instrumenata:

· Mjerne instalacije - skup mjernih instrumenata koji se nalaze na jednom mjestu i međusobno funkcionalno kombinovani, dizajnirani da generišu signal mjerne informacije u obliku pogodnom za direktnu percepciju od strane posmatrača;

· merni sistemi- skup mjernih instrumenata dizajniranih za generiranje signala mjernih informacija u obliku pogodnom za automatska obrada, prijenos i (ili) korištenje u automatski sistemi menadžment.

Prema svojoj metrološkoj namjeni, mjerni instrumenti se dijele na:

Standardi - mjerni instrumenti (ili skup mjernih instrumenata), koji osiguravaju određivanje, reprodukciju i skladištenje jedinice fizičke veličine kako bi se veličina jedinice fizičke veličine prenijela na uzorna, a sa njih na radna mjerenja instrumente i odobren kao standard u uspostavljen red;

Primeri mernih instrumenata - mere, merni instrumenti ili merni pretvarači koji imaju visoka preciznost i namijenjena za verifikaciju i etaloniranje drugih mjernih instrumenata po utvrđenoj proceduri, odobrenih kao primjerna;

· Radnici - mjerni instrumenti koji se koriste za mjerenja koja se ne odnose na prijenos veličine jedinica.

4. KLASIFIKACIJA METODA MJERENJA

Mjerenja se zasnivaju na određenim principima.

Princip mjerenja - agregat fizičke pojave na kojima se zasnivaju merenja.

Metoda mjerenja - skup korištenja principa i mjernih instrumenata.

Postoje dvije glavne metode mjerenja: metoda direktne procjene i metoda poređenja.

Metoda direktne procjene je metoda mjerenja u kojoj se vrijednost veličine određuje direktno iz uređaja za očitavanje mjernog uređaja direktnog djelovanja. Ova metoda se ponekad naziva metodom direktne konverzije.

Metoda poređenja je metoda mjerenja u kojoj se izmjerena vrijednost upoređuje sa vrijednošću koju mjerom reprodukuje.

Metoda poređenja može se implementirati u sljedeće modifikacije:

· Zero metoda (kompenzacija) - metoda u kojoj se rezultirajući efekat uticaja veličina na uređaj za poređenje dovodi na nulu;

· Diferencijalna metoda - metoda u kojoj se formira i mjeri razlika između izmjerene i poznate vrijednosti, reprodukovane mjerom;

Metoda slučajnosti - metoda u kojoj se razlika između izmjerene i poznate vrijednosti mjeri podudarnošću oznaka skale ili periodični signali;

· Metoda opozicije - metoda u kojoj izmjerene i poznate veličine istovremeno djeluju na uređaj za upoređivanje, uz pomoć kojeg se uspostavlja odnos između ovih veličina.

U zavisnosti od metode merenja i svojstava upotrebljenih mernih instrumenata, sva merenja se mogu izvesti sa jednim ili višestrukim posmatranjem.

Ovdje je također prikladno definirati opservaciju i algoritam mjerenja.

Promatranje je jedna eksperimentalna operacija, čiji rezultat - rezultat posmatranja - uvijek ima nasumičan karakter.

Algoritam mjerenja - propis o redoslijedu izvođenja operacija koje osiguravaju mjerenje željene vrijednosti fizičke veličine.

5. KLASIFIKACIJA GREŠKA

Svako mjerenje se uvijek izvodi sa nekom greškom, što je uzrokovano nesavršenošću metoda i mjernih instrumenata, nestalnošću uslova posmatranja, kao i nedovoljnim iskustvom eksperimentatora ili osobenostima njegovih osjetila.

Greška mjerenja - odstupanje rezultata mjerenja X od prave vrijednosti mjerene veličine Q:? = X - Q.

Budući da prava vrijednost fizičke veličine Q nije poznata u praksi,

u proračunima se koristi takozvana realna vrijednost Xd, pronađena eksperimentalno i toliko blizu istinitoj da se može koristiti umjesto toga.

U zavisnosti od prirode manifestacije, greške imaju sljedeće komponente:

Slučajna greška - greška koja varira nasumično kada se ponavljaju mjerenja iste količine (na primjer, greška koja je rezultat zaokruživanja);

· Sistematska greška - greška koja ostaje konstantna ili se redovno menja tokom ponovljenih merenja iste veličine (na primer, greška koja se javlja zbog neslaganja između stvarne i nominalne vrednosti mere);

· Bruto greška - greška koja značajno premašuje očekivanu u datim uslovima.

Sve ove greške se pojavljuju u isto vrijeme.

U zavisnosti od prirode uticaja na rezultat merenja, razlikuju se sledeće greške:

· Dodatak - greške čije vrijednosti ne zavise od vrijednosti izmjerene vrijednosti;

· Multiplikativne - greške čije se vrijednosti mijenjaju sa promjenom izmjerene vrijednosti.

Ove greške mogu biti i sistematske i nasumične u isto vrijeme.

U zavisnosti od izvora nastanka, greške se klasifikuju na sledeći način:

· Metodičke - greške koje nastaju zbog nesavršenosti metoda mjerenja i obrade njihovih rezultata. Po pravilu se radi o sistematskim greškama;

· Instrumentalne (hardverske) - greške, koje su određene greškama korišćenih mernih instrumenata;

· Eksterne - greške uzrokovane odstupanjem jedne ili više uticajnih veličina od normalnih vrednosti (na primer, temperatura, vlažnost, magnetna i električna polja, itd.). Ove greške su sistematske;

· Subjektivne (lične) - greške zbog individualnih karakteristika eksperimentatora. One mogu biti sistematske ili nasumične.

6. GREŠKE MJERENJA

Greška mjernih instrumenata je razlika između očitavanja mjernog uređaja i stvarna vrijednost izmjerena vrijednost. Uključuje u opšti slučaj sistematske i nasumične komponente.

GOST 8.009-84 GSI "Standardizirane metrološke karakteristike mjernih instrumenata" pruža sljedeće pokazatelje tačnosti mjernih instrumenata:

· Granica, matematičko očekivanje i standardna devijacija izostavljene sistematske komponente greške;

Granica dozvoljene standardne devijacije i autokorelacione funkcije ili spektralna gustina slučajne komponente greške.

Greške mjernih instrumenata mogu se prikazati u sljedećim oblicima:

Apsolutna greška - razlika između izmjerenog X i prave Q vrijednosti izmjerene vrijednosti:

U ovom slučaju se u rezultat mjerenja unosi dopuna - vrijednost istoimene veličine sa izmjerenom vrijednošću, koja se dodaje vrijednosti količine dobijene tokom mjerenja kako bi se eliminisala sistematska greška:

Relativna greška - odnos apsolutne greške prema pravo značenje izmjerena vrijednost

Često u tehnici mjerenja koriste koncept kao što je tačnost mjerenja - karakteristika kvaliteta mjerenja, koja odražava blizinu njihovih rezultata pravoj vrijednosti mjerene veličine. Kvantitativno, ovo je recipročna vrijednost modula relativne greške mjerenja.

Smanjena greška - omjer apsolutne greške i neke normalizirajuće vrijednosti HN

V u ovom slučaju XN je konvencionalno prihvaćena vrijednost koja može poprimiti različita značenja zavisno od vrste vage. U slučaju kada je skala uređaja ujednačena i "0" je na početku skale (najčešći slučaj u tehnici mjerenja), granica mjerenja se uzima kao XN.

Ako je "0" u sredini uniformne skale, tada se zbir modula granica mjerenja koristi kao Xn, a ako skala nema nulu (na primjer, medicinski termometar), tada je normalizirajuća vrijednost uzeti jednaku razlici između modula granica mjerenja. Situacija je komplikovanija sa neujednačenim skalama, tj. takve skale u kojima odgovara jedan te isti interval različita značenja izmjerena vrijednost. U ovom slučaju, ili razlika u modulima granica jednoličnih dijelova skale, ili dužina skale u milimetrima, uzima se kao normalizirajuća vrijednost. Poslednji slučaj unosi određene poteškoće, jer se u ovom slučaju vrijednost mjerene fizičke veličine mora svesti na dimenziju dužine.

Vrijednosti greške su postavljene za normalne uslove, tj. takvi uslovi za upotrebu mjernih instrumenata, u kojima vrijednosti koje utiču na proces mjerenja imaju vrijednosti navedene u relevantnim standardima za mjerne instrumente ove vrste. Sljedeći uvjeti su općenito prihvaćeni kao normalni: temperatura okruženje(20 ± 5) °C, relativna vlažnost vazduha (65 ± 15)%, Atmosferski pritisak(100000 ± 4000) Pa. Na vrijednost greške utječu i položaj instrumenata, elektromagnetna polja, stabilnost spoljni uslovi itd.

Greška svojstvena mjernim instrumentima koji se nalaze u normalnim uslovima, naziva se osnovna greška.

Odstupanje spoljašnjih uslova od normalnih dovodi do promene grešaka i tada nastaje greška koja se naziva dodatnom.

Osnovna greška mjernog instrumenta se normalizuje postavljanjem granica dozvoljenih osnovnih i dodatnih grešaka, tj. najveća greška mjernog instrumenta (bez uzimanja u obzir znaka), po kojoj se može prepoznati kao prikladan i odobren za upotrebu. Metode za standardizaciju granica dozvoljenih grešaka merenja regulisane su GOST 8.009-84 GSI i GOST 8.401-80 GSI.

U zavisnosti od prirode promene greške unutar opsega, kao i od uslova korišćenja mernog instrumenta ove vrste, greške mernih instrumenata se normalizuju na sledeći način:

a) u obliku apsolutne greške:

Po jednom značenju

gdje je a = const, za aditivnu grešku;

Za multiplikativnu grešku;

Tabela? N za različitim nivoima(ili rasponi);

b) u obliku relativne greške:

Jedna vrijednost za aditivnu grešku;

Vrijednost multiplikativne greške;

gdje je Xk - krajnja vrijednost domet. Vrijednosti q, c, d se biraju iz serije

(1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6) h10n (6,5)

gdje je n = + 1,0, -1, -2, ...;

Ako mjerni opseg uključuje nulu, onda u ovom slučaju relativna greška teži beskonačnosti, a osnovna greška mjernog instrumenta se normalizira smanjenom greškom

U zavisnosti od granica dozvoljene greške, svi merni instrumenti se dele na klase tačnosti (tabela 6.1).

Klasa tačnosti mjernog instrumenta je generalizirana karakteristika mjernog instrumenta, određena granicama dozvoljenih osnovnih i dodatnih grešaka, kao i drugim svojstvima mjernog instrumenta koja utiču na tačnost, čije su vrijednosti utvrđene u standardima. za određene vrste merni instrumenti.

Vrijednost klase tačnosti se također bira iz serije (6.5).

Način određivanja klase tačnosti određen je oblikom iskazivanja osnovne greške.

Tabela 6.1 - Primjeri označavanja klase tačnosti

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

7 GREŠKE SISTEMSKOG MJERENJA

7.1 Klasifikacija sistematskih grešaka

Sistematske greške su one koje se ne mijenjaju tokom vremena ili su funkcije određenih parametara koji se ne mijenjaju tokom vremena. Njihova karakteristična karakteristika sastoji se u tome da se mogu predvidjeti i stoga gotovo u potpunosti eliminirati uvođenjem odgovarajućih izmjena.

Sistematske aditivne greške, na primjer, mogu nastati zbog strane težine na posudi za vagu, od netačnog podešavanja uređaja na "0" prije mjerenja, od termo EMF-a. u DC kolima. Da bi ih eliminirali, uređaji imaju nulti korektor. Sistematske multiplikativne greške su, na primjer, promjena pojačanja pojačala, promjena krutosti membrane senzora manometra ili opruge uređaja, ili referentni napon na digitalnom voltmetru.

U zavisnosti od razloga za nastanak, sistematske greške se dele na instrumentalne, eksterne, lične, kao i metodske greške.

Instrumentalne greške su uzrokovane procesima starenja pojedinih dijelova opreme (pražnjenje izvora napajanja; starenje otpornika, kondenzatora; deformacija mehanički dijelovi, skupljanje papirne trake u snimačima itd.). Njihova posebnost je u tome što se mogu korigovati uvođenjem odgovarajuće korekcije samo u datom trenutku, a zatim ponovo nepredvidivo porasti. Kao rezultat toga, potrebno je kontinuirano ponavljanje korekcije, što je češće, to bi njihova rezidualna vrijednost trebala biti manja.

Po prirodi ispoljavanja, sistematske greške se dele na konstantne i promenljive.

Stalne sistematske greške u procesu mjerenja ne mijenjaju svoju veličinu i predznak, pa ih je vrlo teško otkriti u rezultatima mjerenja. Spolja se ne manifestiraju ni na koji način i mogu dugo vremena proći nezapaženo. Jedini način Da biste ih izbjegli, znači kalibrirati uređaj ponovnom certifikacijom prema primjernim mjerama ili signalima.

Promenljive sistematske greške ili monotono menjaju svoju vrednost (progresivne greške), ili se menjaju periodično (periodične: greške). Sve druge vrste sistematskih grešaka obično se nazivaju greškama koje variraju prema složenom zakonu.

Prisustvo sistematskih grešaka iskrivljuje rezultate mjerenja. Njihov nedostatak određuje ispravnost mjerenja (ili ispravnost mjernih instrumenata).

Tačnost mjerenja (mjerni instrumenti) - kvalitet mjerenja (mjerni instrumenti), koji odražava blizinu nuli sistematskih grešaka.

Zadatak osiguravanja ispravnosti mjerenja je otkrivanje sistematskih grešaka uz njihovu naknadnu potpunu ili djelomičnu kompenzaciju.

7.2 Otkrivanje sistematskih grešaka

Glavna poteškoća je otkrivanje sistematskih grešaka i određivanje njihove veličine i predznaka. Potrebno je izvršiti posebne eksperimentalno istraživanje... Često se koristi graf slijeda vrijednosti slučajnih odstupanja rezultata posmatranja, koji sadrži sistematske greške, od aritmetičke sredine. Suština ovog eksperimenta je sljedeća. Naći n rezultata mjerenja X1, X2, ... Xn, njihovu prosječnu vrijednost

i odstupanje rezultata mjerenja od njihove srednje vrijednosti Vi = Xi-X. Na osnovu ovih podataka iscrtava se graf Vi sekvence u zavisnosti od broja posmatranja. Tip grafikona zavisi od prirode sistematske greške.

Ako se Vi naglo mijenja s promjenom uslova posmatranja (slika 7.1), onda ovi rezultati sadrže konstantnu sistematsku grešku, ovisno o uvjetima posmatranja. Iz analize grafikona proizilazi da su prve četiri tačke dobijene pod nekim uslovima (jedan uređaj), preostalih šest u drugim. Posljedično, neki od uređaja unose stalnu sistematsku grešku.

Ako se Vi monotono smanjuje (slika 7.2), onda to znači da rezultati mjerenja imaju progresivno opadajuću sistematsku grešku. Ova metoda detekcije je prikladna kada su slučajne komponente greške mnogo manje od sistematskih. Osim toga, grafovi omogućavaju samo otkrivanje sistematske greške, bez davanja informacija o njenoj vrijednosti. Njegova kvantitativna procjena zasniva se na rezultatima posebnih studija, čija metodologija zavisi od prirode eksperimenta i izvora grešaka. Na primjer, ako je verifikacija uređaja obavljena prema uzornoj mjeri, tada se mjerenje razlike između prosječne vrijednosti mjerene veličine i vrijednosti mjere vrši s tačnošću određenom greškom certificiranje mjere i slučajne greške mjerenja.

Ovo će biti konstantna komponenta sistematske greške mjerenja.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

7.3 Metode za smanjenje sistematskih grešaka i uvođenje korekcija

7.3.1 Prije početka mjerenja potrebno je

· Pažljivo postavite nule i izvršite kalibraciju (na primjer, kalibriranje sweep-a osciloskopa pomoću kvarcnog kalibratora trajanja);

· Ovjeriti radni mjerni instrumenti sa određivanjem apsolutne vrijednosti i predznaka sistematske greške (ispravke);

· Zagrijte uređaje na vrijeme navedeno u uputstvu za upotrebu;

Prilikom sastavljanja strujnih kola, koristite kratke spojne žice, posebno kada mjerite na visoke frekvencije;

· Pravilno postavite mjerne uređaje. Pri tome treba obratiti pažnju na ugradnju uređaja u radni položaj (vertikalni ili horizontalni, u skladu sa oznakama odštampanim na tijelu uređaja) i na relativni položaj uređaja koji isključuje komunikaciju između njih. kroz elektromagnetno polje; ukloniti ih sa zagrijanih predmeta, jakih izvora električnih i magnetnih polja;

· Koristiti zaštitu i kontrolu temperature uređaja.

7.3.2 Tokom mjerenja, sistematske greške ili njihove pojedinačne komponente mogu se eliminisati na sledeće načine

· Način zamjene. U ovom slučaju, izmjerena vrijednost se zamjenjuje uzornom mjerom, koja je u istim uslovima kao i izmjerena vrijednost;

· Metoda kompenzacije za grešku u znaku. U tom slučaju se mjerenje ili očitavanje izmjerene vrijednosti vrši dva puta, tako da greška nepoznate veličine, ali poznata po prirodi, unese rezultat suprotnih predznaka. Poluzbroj očitanja je bez sistematskih grešaka. Kao primjer, možemo dati način da se eliminira greška mjerača frekvencije koja proizlazi iz zazora mehanizma za podešavanje, kada se ugađanje vrši jednom sa strane manjih podjela referentne skale, a drugo - sa strane velike divizije;

· Način simetričnog posmatranja. Mjerenja se vrše uzastopno u jednakim intervalima argumenta. Konačni rezultat je prosječna vrijednost bilo kojeg para simetričnih opservacija u odnosu na sredinu intervala mjerenja. Ovako se često mjere temperatura, vrijeme, pritisak itd.;

· Metoda randomizacije, tj. prevođenje sistematskih grešaka u slučajne. Neka postoji n uređaja istog tipa sa sistematskim greškama istog porijekla. Greška se nasumično razlikuje od uređaja do uređaja. Stoga je moguće vršiti mjerenja različitim instrumentima i usrednjavati rezultate mjerenja.

7.3.3 Nakon mjerenja: prilikom obrade rezultata mogu se isključiti sistematske greške sa poznatim vrijednostima i predznacima

Za to se u nekorigovane rezultate posmatranja unose korekcije q ili faktori korekcije. Rezultati mjerenja nakon izvršenih korekcija nazivaju se ispravljenim.

Korekcija je vrednost istoimene veličine sa izmerenom vrednošću, koja se dodaje vrednosti količine dobijene tokom merenja kako bi se eliminisala sistematska greška:

Faktor korekcije je broj kojim se množi rezultat mjerenja kako bi se eliminisala sistematska greška:

Treba imati na umu da korekcija isključuje aditivnu sistematsku grešku, a faktor korekcije - multiplikativni.Korekcija i korekcijski faktor se određuju tokom verifikacije ili posebnih studija.

7.4 Zbir neisključenih sistematskih grešaka

Sistematske greške koje ostaju u rezultatima mjerenja nakon operacija detekcije, procjene i eliminacije nazivaju se neisključene sistematske greške.

Prilikom određivanja granice rezultirajuće neisključene sistematske greške, njene pojedinačne komponente se smatraju slučajnim varijablama. Ako se zna da je distribucija komponenti neisključene sistematske greške normalna, onda

gdje je vrijednost neisključene komponente sistematske greške;

m je broj neisključenih sistematskih grešaka.

Ako nema podataka o vrsti distribucije, onda

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Kada je Rd = 0,95 koeficijent k = 1, l. Kod Rd = 0,99 k zavisi od broja neisključenih sistematskih grešaka m. Ako je m> 4, tada je k = 1.4.

Za m ≥ 4 postupite na sljedeći način. Pronađite stav

gdje? "ci - komponenta sistematske greške, koja se po svojoj vrijednosti najviše razlikuje od ostalih;

„Si- je komponenta sistematske greške, koja je po svojoj vrednosti najbliža?“ Si. Tada se prema grafu zavisnosti k od 1, prikazanom na slici 7.3, nalazi vrednost k. indirektna mjerenja neisključene sistematske greške su posebne neisključene sistematske greške indirektnog mjerenja:

8. DISTRIBUCIJA SLUČAJNIH VRIJEDNOSTI I NJIHOVE NUMERIČKE KARAKTERISTIKE

Zbog činjenice da rezultat mjerenja X sadrži slučajnu grešku, on je sam po sebi slučajna varijabla, budući da je X = Q + ?.

Glavna karakteristika bilo kojeg slučajna varijabla je funkcija raspodjele vjerovatnoće koja uspostavlja odnos između moguće vrijednosti slučajne varijable i vjerovatnoće njihovog pojavljivanja u višestrukim mjerenjima.

Postoje dva oblika prezentacije slučajne varijable: integralni i diferencijalni.

Integralna funkcija distribucije rezultata posmatranja je funkcija. F (X) je vjerovatnoća da će rezultat posmatranja biti manji od određene trenutne vrijednosti x: F (X) = P (X

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Glavno svojstvo ove funkcije je sljedeće: vjerojatnost da slučajna varijabla uzme vrijednosti u intervalu (x1 x2) jednaka je razlici između vrijednosti funkcije na krajevima intervala: P (xi

Ako je x2-x1 =? X, onda isti priraštaji? X odgovaraju različitim vrijednostima prirasta vjerovatnoće? F (x). Tada će gustina vjerovatnoće slučajne varijable, ili gustina vjerovatnoće, imati sljedeći oblik:

Ovo je diferencijalni prikaz F (x). U integralnom obliku

Vjerovatnoća da slučajna varijabla padne u interval (x1 x2) bit će jednaka integralu gustine distribucije vjerovatnoće:

Pošto je? = X-Q, onda se prelazak sa zakona distribucije vjerovatnoće rezultata posmatranja na zakone distribucije vjerovatnoće grešaka svodi na zamjenu x sa? u gornjim formulama.

podešavanje merenja greške

9. SLUČAJNE GREŠKE MJERENJA

9.1 Izvori slučajne greške

Greške koje nisu definisane po svojoj veličini i prirodi nazivaju se slučajnim, u čijem se pojavljivanju ne uočava pravilnost.

Slučajne greške se otkrivaju prilikom ponovljenih mjerenja željene vrijednosti, budući da se rezultati pojedinačnih mjerenja razlikuju jedni od drugih čak i u onim slučajevima kada se ponovljena mjerenja provode jednako pažljivo i, čini se, pod istim uvjetima. Drugim riječima, slučajne greške su neizbježne, i stoga se stvarna vrijednost Xd nalazi uz neku aproksimaciju. Slučajne greške uključuju, na primjer, greške u očitavanju zbog paralakse (kod uređaja koji nisu opremljeni zrcalnom skalom). U zavisnosti od položaja oka posmatrača, čini se da se kraj strelice nalazi iznad određene tačke na skali, tj. stvarno dobijeno očitanje zavisi od položaja oka (slika 9.1).

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Ispravnim očitanjem treba smatrati tačku skale na koju se projicira strelica, pod uslovom da je linija vida (od zenice do strelice) okomita na ravan skale. Posljedično, očitavanje se vrši u tački a", pomjerenoj za određeni iznos u odnosu na pravu tačku a. U kojem smjeru i koja će vrijednost biti paralaksa zavisi od slučaja. Ali kolika je greška u prosjeku zavisi od dizajn uređaja: što je manji omjer udaljenosti h između pokazivača i skale prema ukupnoj širini skale, to će u prosjeku biti manja greška. Stoga projektant mora to unaprijed uzeti u obzir i poduzeti konstruktivne mjere da svesti na prihvatljivu vrijednost.

Okularna greška koja nastaje pri određivanju razlomka podjele okom također spada u slučajnu grešku. Prilikom dizajniranja obično se vjeruje da osoba s potrebnom vještinom griješi u brojanju na oko ne više od 1/10 podjela. Ovo pod uslovom da vaga ispunjava određene uslove:

jedan). podjele nisu premale - najmanje 1,5 mm;

2). potezi su jasni, nisu mutni;

3). debljina poteza i linije kose ili konca, debljina kraja strelice je ugodna; obično se preporučuje debljina hoda od oko 0,15 mm;

4). boja skale tako da se potezi jasno ističu;

5). u noćnim uslovima, mora se obezbediti dovoljno osvetljenje vage.

Greška (okom ili iz paralakse), izražena u procentima, bit će manja što je skala veća (tj. niža je cijena fine podjele).

Kao primjer slučajne greške može se navesti i temperaturna greška, tj. promjena očitavanja uređaja zbog činjenice da se temperatura okoline razlikuje od normalne temperature na kojoj je skala kalibrirana. Za ovaj uređaj možete unaprijed odrediti koliko se očitanje mijenja s određenim povećanjem temperature. Stoga se može eliminisati uzimajući u obzir amandman.

U većini slučajeva slučajne greške se ne mogu empirijski isključiti, ali se njihov uticaj na rezultat mjerenja može teorijski uzeti u obzir korištenjem teorije vjerovatnoće i matematičke statistike u obradi rezultata mjerenja.

Normalna raspodjela slučajne greške (Gaussova distribucija) poštuje jednačinu

gdje je vjerovatnoća dobijanja grešaka (učestalost pojavljivanja slučajne greške).

Funkcije distribucije mogu se sasvim u potpunosti definirati njihovim numeričkim karakteristikama, koje uključuju početne i centralne momente.

Početni trenutak k-reda je matematičko očekivanje slučajne varijable stepena k:

U većini slučajeva, početna tačka 1-narudžbe je ista kao prava vrijednost mjerene količine.

Centralni momenat k-reda je matematičko očekivanje k-te stepena centrirane slučajne varijable (tj. razlika između vrijednosti slučajne varijable i njenog matematičkog očekivanja). Kada se primjenjuje na mjerenja, centrirana slučajna varijabla će biti slučajna greška:

X-M [X] = X-Q (9.3)

Centralna tačka 2-reda biće varijansa rezultata posmatranja:

Ovo je raspršivanje rezultata posmatranja u vezi sa matematičkim očekivanjem. Nedostatak ovakvog prikaza greške mjerenja je što ima dimenziju kvadrata mjerene vrijednosti. Stoga se u praksi koristi vrijednost standardne devijacije rezultata mjerenja

Za razliku od rezultata mjerenja, numeričke karakteristike funkcije distribucije su determinističke, a ne slučajne. Stoga, da bi se pronašle tačne vrijednosti, potrebno je napraviti beskonačno veliki broj opservacija. Ovo dovodi do problema određivanja približnih vrijednosti dobivenih u nizu neovisnih opservacija. U matematičkoj statistici, takve približne vrijednosti izražene jednim brojem nazivaju se bodovne procjene. Bilo koja procjena bodova izračunata na osnovu eksperimentalnih podataka je slučajna varijabla koja ovisi o samom parametru i broju eksperimenata. Distribucija procjene ovisi o distribuciji originalne slučajne varijable. Ocene su klasifikovane na sledeći način:

· Konzistentno, kada se sa povećanjem broja posmatranja približavaju vrijednosti procijenjenog parametra;

· Nepristrasno, ako je matematičko očekivanje jednako procijenjenom parametru;

· Efektivno ako je njegova varijansa manja od varijanse bilo koje druge procjene ovog parametra.

9.2 Tačkaste procjene numeričkih karakteristika mjerne veličine

Neka postoji uzorak od n izmjerenih vrijednosti X1 X2, ... Xn. Rezultati mjerenja sadrže samo slučajne greške. Potrebno je pronaći procjenu prave vrijednosti mjerene veličine i parametar koji karakterizira stepen raspršenosti opažanja u datom uzorku.

9.2.1 Procjena prave vrijednosti mjerene veličine

Kod simetričnih zakona raspodjele vjerovatnoće, prava vrijednost mjerene veličine poklapa se sa njenim matematičkim očekivanjem, a procjena matematičkog očekivanja je aritmetička sredina rezultata pojedinačnih posmatranja:

9.2.2 Procjena standardne devijacije (r.m.s.) rezultata posmatranja

Ako je poznato matematičko očekivanje slučajne varijable, tada je r.m.s. jednaki

Ako je matematičko očekivanje nepoznato, onda se prema rezultatima posmatranja uzorka može naći samo procjena matematičkog očekivanja X. Ovo će biti konzistentna procjena, ali pristrasna.

Nepristrasna procjena će biti

9.2.3 Procjena r.m.s. rezultat mjerenja

Gornja procjena prave vrijednosti izmjerene vrijednosti X je slučajna varijabla raspršena u odnosu na Q. S. to. će izgledati ovako

Ova vrijednost karakterizira rasipanje srednje aritmetičke vrijednosti X rezultata n posmatranja mjerene vrijednosti u odnosu na njenu pravu vrijednost.

9.3 Ocjena r.s.s. rezultat indirektnog mjerenja

Sve navedeno odnosi se na ocjenu s.s.o. direktni rezultat mjerenja. Za procjenu s.s.o. rezultat indirektnog mjerenja se radi na sljedeći način. Neka je rezultat mjerenja funkcija m varijabli Q = F (X1, X2, .., Xm). Pronađite parcijalne greške rezultata mjerenja

gdje su procjene r.m.s. rezultat direktnog mjerenja i-vrijednosti.

S.k.o. rezultat indirektnog mjerenja nalazi se po formuli

gdje je Rij koeficijent korelacije koji pokazuje stepen statističke veze između parcijalnih grešaka mjerenja.

10. KLASIFIKACIJA MJERNIH INSTRUMENTA

Od čitavog niza metoda i mjernih instrumenata, razmotrit ćemo samo one koji se široko koriste za mjerenje karakteristika električnih signala i parametara radiotehničkih kola pri praćenju tehničkog stanja različitih radioelektronskih uređaja. Mjerni instrumenti koji se koriste za ovu svrhu mogu se uslovno podijeliti u dvije grupe: elektromehanički i elektronski mjerni instrumenti.

Slični dokumenti

Teorijske osnove i glavni koncepti mjeriteljstva. Metode standardizacije metroloških karakteristika mjernih instrumenata, procjena grešaka instrumenata i rezultata mjerenja. Osnove osiguranja ujednačenosti mjerenja. Struktura i funkcije metroloških službi.

tutorial, dodano 30.11.2010


Istraživanje pojmova "konvergencije" i "ponovljivosti mjerenja". Izrada karte statističke analize kvaliteta kondenzatora metodom srednjih aritmetičkih vrijednosti. Analiza glavnih tipova mjernih grešaka: sistematske, nasumične i grube.

test, dodano 07.02.2012


Statička karakteristika transformacije. Odnos između izlaznih i ulaznih informacijskih parametara mjerene vrijednosti. Prag osjetljivosti. Vrijednost podjele. Mjerni opseg. Greška mjere i pravilnost ispoljavanja grešaka.

prezentacija dodata 22.10.2013


Standardizacija metroloških karakteristika mjernih instrumenata. Njihova klasa tačnosti je generalizovana karakteristika ove vrste sredstava, izražena granicama dozvoljenih osnovnih i dodatnih grešaka. Posebne formule za njihovu standardizaciju u skladu sa GOST-om.

prezentacija dodata 19.07.2015


Klasifikacija grešaka prema prirodi ispoljavanja (sistematske i nasumične). Koncept vjerovatnoće slučajnog događaja. Karakteristike slučajnih grešaka. Dinamičke karakteristike fiksnih mjernih instrumenata. Dinamičke greške mjerenja.

seminarski rad dodan 18.04.2015


Informacije o metodama i vrstama mjerenja. Opis teorije i tehnološke sheme procesa umjetnog hlađenja. Metrološka podrška procesa. Izbor i opravdanost mjernog sistema, šema prijenosa informacija. Proračun mjernih grešaka.

seminarski rad, dodan 29.04.2014


Određivanje vrijednosti snage električne struje kao rezultat indirektnih mjerenja procjenom veličine otpora, napona i grešaka. Procjena troškova akreditacije osnovnog tijela za sertifikaciju proizvoda i laboratorije za ispitivanje.

seminarski rad, dodan 15.02.2011


Opšte karakteristike mjernih objekata u metrologiji. Pojam vrsta i metoda mjerenja. Klasifikacija i karakteristike mjernih instrumenata. Metrološka svojstva i metrološke karakteristike mjernih instrumenata. Osnove teorije i tehnike mjerenja.

sažetak, dodan 14.02.2011


Klasifikacija grešaka mjerenja: prema obliku prikaza, prema uslovima nastanka, u zavisnosti od uslova i načina mjerenja, od uzroka i mjesta nastanka. Tipične grube greške i promašaji. Mjerenja i njihove greške u konstrukciji.

seminarski rad, dodan 14.12.2010


Opća pitanja osnova mjeriteljstva i mjerne tehnike. Klasifikacija i karakteristike mjerenja i procesa koji ih prate. Sličnosti i razlike kontrole i mjerenja. Mjerni instrumenti i njihove metrološke karakteristike. Vrste mjerne greške.

Osnovne metrološke karakteristike mjernih uređaja

Instrumenti za praćenje parametara tehnoloških procesa

Nauka se bavi pitanjima teorije mjerenja, načinima osiguranja njihovog jedinstva i načinima postizanja potrebne tačnosti. metrologija.

Metrologija definira mjerenje kao kognitivni proces, koji se sastoji u pronalaženju odnosa između izmjerene vrijednosti i druge vrijednosti koja se konvencionalno uzima kao mjerna jedinica. Dakle, ako je k izmjerena veličina, a mjerna jedinica, a t brojčana vrijednost mjerene veličine u usvojenoj jedinici, tada

k = to. (2.1)

Ova jednačina je osnovna mjerna jednačina.

U teoriji mjerenja razlikuju se: direktna, indirektna, agregatna i zajednička mjerenja.

Direktna mjerenja, koje karakteriše jednakost (2.1), sastoje se u direktnom poređenju izmjerene veličine sa mjernom jedinicom pomoću mjere ili mjernog uređaja sa skalom izraženom u tim jedinicama. Većina fizičkih veličina nije određena direktnim mjerenjem, već proračunima, koristeći poznate funkcionalne zavisnosti.

Mjerenja u kojima je željena izmjerena vrijednost određena proračunima iz rezultata direktnih mjerenja povezanih sa željenom vrijednošću poznatom funkcionalnom zavisnošću nazivaju se indirektna mjerenja... U ovom slučaju, vrijednost mjerene veličine određena je formulom

Q = f (A, B, C, ...,), (2.2)

gdje su A, B, C vrijednosti dobijene direktnim mjerenjem. Primjeri indirektnih mjerenja su: određivanje zapremine tijela direktnim mjerenjem njegovih geometrijskih dimenzija, brzine protoka tvari koja teče u cjevovodu, padom pritiska preko uređaja za gas itd.

Agregatna mjerenja su one kod kojih se tražene vrijednosti veličina pronalaze pomoću sistema jednačina dobijenih direktnim mjerenjem različitih kombinacija ovih veličina.

Zajednička mjerenja su mjerenja koja se vrše istovremeno za dvije ili više neidentičnih veličina kako bi se pronašao odnos između njih.

2.1. Karakteristike mjernih instrumenata

Oprema za mjerenje uključuje mjere, mjerni instrumenti i pomoćni uređaji... Po dogovoru se mjere i mjerni instrumenti uzorno i radnici.

Primjeri mjera i mjernih instrumenata koriste se za reprodukciju i pohranjivanje mjernih jedinica, kao i za kalibraciju i verifikaciju radnih mjernih uređaja.

Radne mjere i mjerni instrumenti namijenjeni su za direktno ili indirektno poređenje izmjerenih vrijednosti sa odgovarajućim mjernim jedinicama ili mjerama i dijele se u dvije grupe - laboratorijske i tehničke. Laboratorijske mjere i mjerni instrumenti odlikuju se navedenom preciznošću, a prilikom njihove primjene potrebno je dopuniti rezultat mjerenja u skladu sa podacima iz pasoša, kao i uzeti u obzir uticaj vanjskih faktora. Za tehničke mjere i mjerne instrumente, pretpostavlja se da je tačnost unaprijed određena i nisu potrebne nikakve izmjene rezultata mjerenja, koji se smatra tačnim u granicama normalizovanih metroloških karakteristika utvrđenih tehničkim specifikacijama ili državnim standardima.

U opštem slučaju, pod mjernim uređajem se podrazumijeva mjerni instrument dizajniran za generiranje signala mjernih informacija u obliku koji je dostupan za direktnu percepciju posmatrača. Prema načinu izdavanja informacija, mjerni instrumenti mogu biti pokazujući ili registracija, a u prisustvu signalnih uređaja - signalizacija.

Metrološke karakteristike mjerni uređaji koji određuju pouzdanost primljenih informacija, tj. glavna funkcija mjernih instrumenata, služe kao glavni kriteriji za njihov kvalitet. Broj standardiziranih metroloških karakteristika mjernih instrumenata uključuje sljedeće pokazatelje:

1. Granice mjerenja(u obliku nominalne statičke karakteristike, najmanje vrijednosti podjele neravne skale mjernog uređaja, izlaznog koda ili nominalne cijene jedinice mjere).

2. Standardi tačnosti mjerenja(greške mjernih instrumenata, dinamičke karakteristike, osjetljivost, stabilnost i varijacija indikacija itd.).

3. Vrste, metode, izrazi i metode standardizacije grešaka.

4. Metode sertifikacije i ispitivanja.

Pod nazivnom statičkom karakteristikom mjernog instrumenta podrazumijeva se funkcionalna ovisnost izlaznog signala (kretanje uređaja za očitavanje i sl.) od mjerenog parametra A (izlaznog signala) u određenim vanjskim uvjetima iu stacionarnom stanju sistema. Statička karakteristika će biti linearna samo ako je diferencijalna osjetljivost S konstantna za cijeli radni opseg vrijednosti A, kada je

S = = = const (2 3)

Minimalna vrijednost X 0 izmjerene vrijednosti koja može uzrokovati najmanji uočljivi pomak pokazivača ili promjenu izlazne vrijednosti naziva se prag osetljivosti.

Konstanta instrumenta se odnosi na broj mjernih jedinica sa kojima se očitavanje mora pomnožiti (broj određen položajem uređaja za očitavanje) da bi se dobila indikacija u određenim mjernim jedinicama. U većini mjernih instrumenata uređaji za očitavanje su izrađeni u obliku skale i pokazivača. Skala je skup oznaka koje se nalaze duž linije. Početak i kraj skale, koji odgovaraju donjoj i gornjoj granici mjerenja, definiraju mjerni opseg. Inercija mjernih instrumenata pri prelasku parametra iz jedne stabilne vrijednosti u drugu procjenjuje se dinamičkim karakteristikama, kao što su vremenska konstanta, vrijeme za uspostavljanje indikacija itd. Greške su važne karakteristike mjernih uređaja.

Greška mjerenja uređaj je razlika između rezultata mjerenja X određene vrijednosti i njegove stvarne vrijednosti X 0:

A = X - X 0, (2.4)

gdje je A glavna kvantitativna karakteristika mjerenja, tzv apsolutna greška. Relativna greška, jednak omjeru apsolutne greške i stvarne vrijednosti izmjerene vrijednosti, izražen u postocima:

δ = 100 / Ho

S tim u vezi, greške mjernih uređaja mogu se klasificirati na sljedeći način:

statički i dinamički, u zavisnosti od uslova i režima rada;

sistematičan, ležeran i nepristojan, u zavisnosti od prirode njihovog ispoljavanja i mogućnosti eliminacije.

Statička greška se naziva greškom koja nastaje pri stabilnoj vrijednosti mjerene veličine i stalnim vanjskim uvjetima.

Dinamička greška naziva se greška koja nastaje prilikom promjene mjerene vrijednosti i vanjskih utjecaja.

Sistematske greške nazivaju se konstantne veličine i predznaka ili variraju prema određenom zakonu, greške koje se ponavljaju sa više mjerenja. Sistematske greške se utvrđuju ponovljenim mjerenjima iste vrijednosti pod stalnim drugim uslovima i otklanjaju se pomoću uređaja za podešavanje ili uvođenjem korekcije pomoću posebnih elemenata. Sistematske greške se dijele na progresivne i periodične. Stalno rastuće ili opadajuće greške nazivaju se progresivnim. To uključuje greške zbog trošenja dijelova, kontakata itd. Periodične greške su one koje variraju po veličini i predznaku, a nastaju tokom rada mjernih uređaja.

Slučajne greške su greške, koje se neizvjesno razlikuju po veličini i predznaku. Oni određuju tačnost mjernog uređaja. Slučajne greške se koriste za procjenu tačnosti i samih mjernih uređaja i metoda mjerenja. Zbog slučajne greške, prava vrijednost mjerene veličine je nepoznata, pa se pri izračunavanju slučajnih grešaka kao izmjerena vrijednost uzima aritmetička sredina X dobijenih N mjerenja Xi,

2.1. Informacija karakteristična za proces mjerenja

Svako mjerenje se može posmatrati kao lanac transformacija mjerene veličine sve dok se rezultat mjerenja ne prikaže u obliku koji se tražio.

Proces mjerenja karakterizira prijenos informacija o vrijednosti mjerene veličine sa jednog nosioca na drugi, tj. pretvaranje informacije o vrijednosti mjerene veličine u rezultat mjerenja. To znači da se u informacionom aspektu merenje može posmatrati kao proces primanja i pretvaranja informacije iz merene vrednosti kako bi se dobio kvantitativni rezultat upoređivanjem sa prihvaćenom skalom ili jedinicom mere u obliku koji je najpogodniji za njegovo dalje upotrebu od strane ljudi i mašina.

Za uspostavljanje veze između tačnosti merenja i količine informacija dobijenih tokom merenja, koriste se osnovne odredbe teorije informacija. Štaviše, pod pojmom " informacije„razumeti ukupnost informacija o objektu, procesu ili fenomenu, u opštem slučaju, o fizičkom sistemu.

Zadatak pribavljanja informacija je da eliminišemo nesigurnost u našim idejama o stanju određenog fizičkog sistema i da uspostavimo kvantitativne obrasce vezane za prijem, obradu i skladištenje informacija.

Dakle, dobivanje bilo koje informacije, uključujući mjernu informaciju, teorija informacija smatra eliminacijom neke nesigurnosti, a količina informacija se smatra razlikom između situacije prije i nakon primanja ove poruke. Trenutno, prema mišljenju stručnjaka koji razvijaju i koriste teoriju informacija mjernih uređaja, korištenje metoda teorije informacija omogućit će efikasniju procjenu kvaliteta uređaja.

2.2. Nadzor nad mjernom tehnikom

Osiguravanje ujednačenosti mjerenja i održavanje u ispravnom stanju mjernih instrumenata u svim sektorima nacionalne ekonomije vrši jedinstvena mjeriteljska služba zemlje, na čelu sa Državnim standardom Ruske Federacije i koju čine državna mjeriteljska služba i odjeljenje. metrološke usluge. Državna mjeriteljska služba ima niz istraživačkih instituta i odjela Državnog standarda Ruske Federacije. Potonji su zaduženi za teritorijalne centre za mjeriteljstvo i standardizaciju, međuregionalne, regionalne (regionalne) i međuokružne laboratorije državnog nadzora etalona i mjerne opreme.

Osnovni zadaci državne metrološke službe su: - sprovođenje državnog nadzora nad mjernom opremom,

Izrada normativnih i tehničkih dokumenata državnog sistema za osiguranje ujednačenosti mjerenja (GSI) i kontrolu nad njihovim sprovođenjem,

Izrada i unapređenje referentne baze i parka uzornih mjernih instrumenata,

GSI je skup pravila, propisa, zahtjeva i normi utvrđenih državnim standardima koji određuju organizaciju i metodologiju za procjenu i osiguranje tačnosti mjerenja. Ovim standardima se uređuju: jedinice fizičkih veličina, metode i sredstva za reprodukciju ovih jedinica i prenošenje njihovih veličina na radna mjerila, načine izražavanja standardizovanih metroloških karakteristika mjerila i pokazatelje tačnosti rezultata mjerenja; zahtjevi za postupak mjerenja; postupak i metodologiju za sprovođenje državnih ispitivanja, verifikacije i revizije mernih instrumenata.

Jedna od glavnih odgovornosti državne metrološke službe je da obezbedi državni nadzor nad mernom opremom. Nadzoru su: proizvodnja, stanje, rad i popravka mjera i mjernih instrumenata, kao i rad resornih metroloških službi. Organi Državnog standarda Ruske Federacije imaju pravo zabraniti puštanje u promet mjernih instrumenata koji ne ispunjavaju zahtjeve državnih standarda i tehničkih uslova, povući iz prometa neprikladne mjere i mjerne instrumente, izvršiti obavezne državne mjere. verifikaciju mjernih instrumenata, vršenje državnih ispitivanja i certificiranje novih mjerila.

Sve mjere i mjerni uređaji namijenjeni za serijsku proizvodnju i puštanje u promet podliježu državnim ispitivanjima. U procesu ispitivanja utvrđuje se usklađenost uređaja sa zahtjevima nacionalne privrede, savremenim nivoom mjerne tehnologije i zahtjevima standarda. Uz pozitivne rezultate državnog ispitivanja uređaja, Državni standard Ruske Federacije dozvoljava njihovu proizvodnju i puštanje u promet i uključuje ih u državni registar.

Da bi se osigurala potrebna tačnost mjerenja, uspostavljena je određena procedura za organizovanje i provođenje verifikacije mjernih instrumenata. Svi mjerni instrumenti podliježu državnoj ili resornoj verifikaciji.

Državna verifikacija koju sprovodi sistem Gosstandart Ruske Federacije odnosi se na merila koja se koriste u organima državne metrološke službe, originalne uzorne instrumente koji se koriste u organima resornih metroloških službi, kao i na radne merne instrumente koji se koriste za računovodstvo i međusobne naselja, osiguravajući sigurnost zaštite životne sredine i javnog zdravlja. Spisak radnih mjernih instrumenata koji podliježu obaveznoj državnoj verifikaciji i učestalost ove verifikacije za pojedinačne grupe instrumenata utvrđeni su Državnim standardom Ruske Federacije.

Odjelsku verifikaciju provode tijela odjelnih metroloških službi pojedinačnih preduzeća, organizacija i institucija koje imaju dozvolu organa Državnog standarda Ruske Federacije za obavljanje poslova verifikacije. Ovoj provjeri podliježu svi mjerni instrumenti koji se koriste u nacionalnoj privredi koji nisu obuhvaćeni državnom verifikacijom. Verifikacija mjernih instrumenata se vrši u skladu sa zahtjevima državnih standarda, uputstava i smjernica Državnog standarda Ruske Federacije za metode i sredstva verifikacije. Uređaji za koje je utvrđeno da ne zadovoljavaju svoju klasu tačnosti ili su neispravni kao rezultat verifikacije, nisu dozvoljeni za dalju upotrebu dok se utvrđeni nedostaci ne otklone. Uređaji koji su prepoznati kao prikladni imaju pečat ili se izdaju certifikati. Ograničite pristup mehanizmima instrumenta, ako je potrebno. Nakon što su verifikovani, kućišta instrumenata su zapečaćena.

Prilikom učešća u državnim komisijama za prijem novosastavljene i rekonstruisane tehnološke opreme eksplozivno i požarno opasnih industrija sa dostupnošću opreme za automatizaciju, vatrogasci treba da obrate pažnju na ispunjenost zahteva relevantnih regulatornih dokumenata Državnog standarda za verifikaciju. uređaja i njihovog brendiranja. Time se smanjuje mogućnost nastanka eksplozivnih i požarno opasnih situacija na objektima, a u slučaju požara i eksplozije uređaji koji su prošli kalibraciju objektivno će odražavati predvanrednu situaciju i tok razvoja nesreće koja je dovela do vatra.

INSTRUMENTI ZA KONTROLU PARAMETARA PROCESA

PROCESI

3.1. Temperaturna instrumentacija

Za mjerenje temperature koristi se promjena bilo kojeg fizičkog svojstva tijela, koja je jedinstveno zavisna od njegove temperature i lako je mjerljiva.

Osobine na kojima se zasniva rad uređaja za mjerenje temperature uključuju: volumetrijsko širenje tijela, promjenu tlaka tvari u zatvorenom volumenu, pojavu termoelektromotorne sile, promjenu električnog otpora provodnika i poluvodiča, zračenje intenzitet zagrejanih tela itd.

Ovisno o fizičkim svojstvima na kojima se zasniva rad instrumenata za mjerenje temperature, razlikuju se:

1. Ekspanzioni termometri, izgrađeni na principu promjene volumena tekućine ili linearnih dimenzija čvrstih tijela s promjenom temperature. Koriste se za mjerenje temperatura od -190 do +500 0 C.

2. Mjerni termometri zasnovani na promjeni pritiska tečnosti, gasa ili pare u zatvorenoj zapremini sa promjenom temperature. Koriste se za mjerenje temperatura od -120 do +600 0 C.

3. Termoelektrični pirometri (termoparovi), čiji se princip zasniva na nastanku elektromotorne sile kada se promijeni temperatura jednog od spojeva zatvorenog kola različitih termoelektroda. Koriste se za mjerenje temperatura od -200 do +2000 0 C.

4. Otporni termometri zasnovani na promjeni električnog otpora provodnika ili poluprovodnika s promjenom temperature. Koriste se za mjerenje temperatura od -200 do +650 0 C.

5. Radijacioni pirometri koji rade na principu promene intenziteta zračenja zagrejanih tela u zavisnosti od promene temperature. Koriste se za mjerenje temperatura od +600 do +6000 0 C.

3.2. Instrumentacija za pritisak

Pritisak je određen omjerom sile ravnomjerno raspoređene na površinu i normalne na nju, prema veličini ove površine. U zavisnosti od izmerene vrednosti, instrumenti za merenje pritiska se dele na:

manometri - za mjerenje srednjih i velikih natpritisaka;

vakuum mjerači - za mjerenje srednjeg i visokog vakuuma;

manovakuum mjerači - za mjerenje srednjih i visokih pritisaka i razrjeđivanja;

manometri - za mjerenje malih viška pritisaka;

mjerači vuče - za mjerenje niskog vakuuma;

mjerači promaje - za mjerenje niskih nadpritisaka i

razrjeđivanje;

diferencijalni manometri - za merenje razlike diferencijalnog pritiska;

barometri - za mjerenje atmosferskog pritiska.

Prema principu rada razlikuju se sljedeći instrumenti za mjerenje pritiska: tečni, opružni, klipni, električni radioaktivni.

Tečni uređaji. Kod ovih uređaja izmjereni pritisak ili vakuum se balansira hidrostatskim pritiskom stupca radnog fluida koji se koristi kao živa, voda, alkohol itd.

Opružni instrumenti. Izmjereni pritisak ili vakuum se uravnotežuju elastičnim silama različitih osjetljivih elemenata (cijevasta opruga, dijafragma, mijeh, itd.), čija se deformacija, proporcionalna mjerenom parametru, putem sistema poluga prenosi na strelicu ili olovkom uređaja.

Klipni mjerači. Tlak je određen vrijednošću opterećenja koja djeluje na klip određenog područja, koji se kreće u cilindru napunjenom uljem; klipni manometri imaju visoke klase tačnosti jednake 0,02; 0,05; 0.2.

Električni uređaji. Rad ovih uređaja zasniva se na mjerenju električnih svojstava (otpor, kapacitivnost, induktivnost, itd.) nekih materijala kada su izloženi vanjskom pritisku.

Piezoelektrični uređaji. Ovi uređaji koriste piezoelektrični efekat, koji se sastoji u pojavi električnih naboja na površini nekih kristala (kvarc, Rochelle sol, turmalin) kada se na njih primjenjuje sila u određenom smjeru.

Radioaktivni uređaji. Pritisak je određen promjenom stepena jonizacije ili stepena apsorpcije y-zraka sa promjenom gustine supstance.

3.3. Instrumentacija nivoa

Nivomjeri za tekućine, prema principu rada, dijele se na indikatorska stakla, plivajuća, hidrostatička, električna i radioaktivna.

Stakla za pokazivače ili mjerače nivoa su vertikalno postavljena staklena cijev u kojoj je tekućina, kao iu komunikacionim posudama, postavljena na istoj visini kao u aparatu. Indikatorske naočale se koriste za lokalno mjerenje nivoa u uređajima.

Mjerači nivoa plovaka. U ovim uređajima, senzorski element je plovak sa nižom (plutajuća) ili većom (potopljenom) specifičnom težinom od tečnosti. Promena nivoa tečnosti u aparatu izaziva pomeranje plovka, koje se pomoću sistema poluga, šipki i kablova prenosi na indikator koji se kreće duž skale, ili na sekundarni uređaj za očitavanje i snimanje.

Hidrostatički mjerači nivoa koriste se za mjerenje hidrostatskog tlaka stupca tekućine čiji se nivo utvrđuje. Pravi se razlika između hidrostatskih pijezometrijskih i diferencijalnih manometara. Rad hidrostatskih piezometrijskih mjerača nivoa temelji se na korištenju pritiska zraka ili plina koji propušta kroz sloj tekućine s izmjerenim nivoom kada se potonji promijeni.

Djelovanje hidrostatskih diferencijalnih mjerača tlaka zasniva se na određivanju nivoa pritiskom u stupcu mjerene tekućine, koji je uravnotežen pritiskom konstantnog stupca tekućine.

Električni mjerači nivoa. Najrasprostranjeniji mjerači nivoa su kapacitivni i omski.

U električnim kapacitivnim mjeračima nivoa, osjetljivi element je kondenzator, čije se ploče nalaze na suprotnim stranama vertikalne dielektrične cijevi povezane s aparatom poput komunikacijskih posuda. Ako je jedna ploča kondenzatora elektroda, onda je druga zid aparata. Kada se nivo tečnosti promeni, kapacitivnost kondenzatora spojenog na jedan od krakova AC mosta se menja, a signal proporcionalan vrednosti izmerenog nivoa se dovodi na ulaz sekundarnog uređaja.

Rad električnih omskih mjerača nivoa koji se koriste za određivanje nivoa električno provodljivih tekućina zasniva se na mjerenju otpora između elektroda odgovarajućeg oblika ubačenih u tečnost. U ovom slučaju otpor sloja tečnosti između elektrode i tela ili između dve elektrode zavisi od visine nivoa tečnosti u aparatu.

Radioaktivni mjerači nivoa. Merenje nivoa tečnosti se zasniva na merenju brzine apsorpcije γ-čestica kada se nivo tečnosti promeni.

3.4. Instrumentacija protoka

Volumetrijski protok g je volumetrijska količina tvari V koja protiče kroz poprečni presjek cjevovoda u jedinici vremena t,

gdje je p gustina tvari, kg / m 3.

Uređaji dizajnirani za mjerenje protoka nazivaju se mjerači protoka, a oni koji mjere količinu tvari koja protiče kroz poprečni presjek cjevovoda u određenom vremenskom periodu nazivaju se brojači.

Prema principu rada, mjerači protoka se mogu podijeliti na mjerače protoka sa promjenjivim i konstantnim diferencijalnim pritiskom, promjenjivim nivoom.

Merači protoka sa varijabilnim diferencijalnim pritiskom. Rad ovih uređaja zasniva se na nastanku pada tlaka preko konusnog uređaja konstantnog poprečnog presjeka ugrađenog unutar cjevovoda. Razlika u statičkom pritisku uzvodno i nizvodno od uređaja za sužavanje (diferencijalni pritisak), izmerena diferencijalnim manometrom, zavisi od brzine protoka medija koji teče i može poslužiti kao mera brzine protoka.

Merači protoka konstantnog diferencijalnog pritiska (rotametri). Rad ovih uređaja zasniva se na kretanju osjetljivog elementa (plovka) ugrađenog u vertikalnu konusnu cijev; kroz njega se odozdo dovodi supstanca čiji se protok mjeri. Kada se promijeni brzina protoka tekućine, plina ili pare, plovak se pomiče prema gore i otvor cijevi se mijenja. Podizanje plovka je funkcionalno povezano sa brzinom protoka. U ovom slučaju, pad tlaka preko plovka dok se kreće duž ose cijevi ostaje praktično konstantan.

Merači protoka sa promenljivim nivoom. Rad ovih uređaja zasniva se na promjeni visine nivoa tečnosti u posudi sa kontinuiranim protokom i slobodnim protokom iste iz posude.

Postoje i druge vrste mjerača protoka, čiji se rad temelji na nekim fizičkim zakonima (promjene električnih parametara, prijenos topline na protok, smanjenje intenziteta ultrazvuka ili radioaktivnog zračenja, ovisno o brzini protoka).

3.5. Automatski balansirani most

Balansirani most je dizajniran za kontinuirano mjerenje, snimanje i regulaciju temperature. Radi u kombinaciji sa otpornim termometrima standardnih kalibracija, tj. odgovara navedenoj granici mjerenja - kalibraciji otpornog termometra. To znači da svaki uređaj odgovara određenoj grupi otpornih termometara iste kalibracije. Suština djelovanja otpornih termometara temelji se na ovisnosti njegovog električnog otpora o temperaturi.

Glavni mjerni krug razmatranog uređaja je most. Mjerenja neelektričnih veličina električnim metodama vrlo su rasprostranjena u elektrotehnici i automatizaciji. Mostno mjerno kolo je u upotrebi više od 100 godina i ima mogućnost mjerenja

Pod uvjetom ravnoteže podrazumijeva se takav odnos otpora mosta pri kojem je razlika potencijala U bd = 0 na vrhovima mjerne dijagonale i nema izlaznog signala u mjernom kolu. Stanje U bd = 0 odgovara jednakosti padova napona, odnosno u susjednim ramenima, tj.

Ui = U4 i U2 = U3. (3.1)

Ohmov zakon

Ui = I1R1; U2 = I1R2; U3 = I2R3; U4 = I2R4. (3.2)

Zamjenjujući u jednakost padova napona (3.1) njihove vrijednosti, izražene kroz struje i otpore (3.2), i dijeleći član po član, dobijamo:

I1R1 / I1R2 = WI2R3 (3.3)

ili, smanjivši vrijednosti struja I 1 i I 2, imamo jednakost:

R1R3 = R2R4, (3.4)

koji se naziva klasičnim stanjem ravnoteže mosnog kola, glasi ovako: "Ako su proizvodi otpora suprotnih krakova mosnog kola jednaki, tada nema razlike potencijala na vrhovima mjerne dijagonale." Ova metoda se zove mjerenje nulte otpornosti.

Šematski dijagram balansiranog mosta prikazan je na Sl. 3.2.

Bakarni ili platinasti otporni termometar Rt, čiji se električni otpor treba izmjeriti, nalazi se u jednom od krakova

most pomoću spojnih žica sa otporom R. Ostale krake mosta sastoje se od konstantnih otpora manganina Rmt i varijabilnog kalibriranog otpora klizne žice R p, također od manganina. Jedna dijagonala mosta se napaja DC ili AC napajanjem, druga uključuje nulti indikator. Kada je most u ravnoteži, jednakost je zadovoljena:

R \ Rt = R2R4, (3.5)

odakle, uzimajući u obzir otpor reohorda, pišemo:

(Rx + rx) Rt = (R2 + r2) R4. (3.6)

U ovom slučaju, razlika potencijala između tačaka bd jednaka je nuli, struja ne teče kroz nulti galvanometar i njegova strelica će biti postavljena na nultu oznaku. Kada se temperatura promijeni, električni otpor otpornog termometra će se promijeniti i most će postati neuravnotežen. Da bi se uspostavila ravnoteža, potrebno je, pri konstantnim otporima Ri, R 2 i R 4, promijeniti vrijednost otpora klizne žice pomjeranjem njenog pokretnog kontakta.

Dakle, ako kalibrirate otpor klizne žice, onda se po položaju njenog klizača kada je most u ravnoteži, može se suditi o vrijednosti otpora R 1, dakle, o izmjerenoj temperaturi.

Rice. 3.3. Šematski dijagram elektronskog ravnotežnog mosta

električni otpor. Mjerni most, koji se sastoji od konstantnih i promjenjivih otpora (R 1, R 2 i R 4) i koji se napaja naponom (6,3 V) iz jednog od namotaja energetskog transformatora, je neuravnotežen, a neravnotežni napon U će se pojaviti u dijagonala mosta između tačaka b i d bd. Potonji se napaja na ulaz elektronskog pojačala (EU), gdje se pojačava napon i snaga, zatim se dovodi u reverzni motor RD-a i pokreće njegov rotor. Rotirajući u jednom ili drugom smjeru, ovisno o znaku neuravnoteženosti, rotor reverzibilnog motora pomiče mehanički spojeni klizač klizne žice R p, strelicu i olovku duž skale uređaja sve dok mjerni most ne dođe do stanje ravnoteže. U tom će slučaju napon na ulazu elektronskog pojačala (EU) postati jednak nuli, RD elektromotor će se zaustaviti, a uređaj će pokazati izmjerenu temperaturu.

Preciznost očitavanja mjerača ovisi o podudarnosti otpora žica koje povezuju otporni termometar sa automatskim ravnotežnim mostom. Za podešavanje otpora spojnih žica kalibracionoj vrijednosti koriste se otpori R y i R "y do 2,5 Ohma svaki. Prilikom kalibracije uređaja uzima se otpor svake žice koja ide od termometra do uređaja (2,5 + 0,01 ) Ohm Ako će otpor svake žice biti manji od 2,5 oma, tada se dodatni otpor serijski povezuje na vezni vod, koji dopunjuje otpor svake žice na 2,5 oma.

U proizvodnim uvjetima, otporni termometar se može nalaziti na znatnoj udaljenosti od sekundarnog uređaja; kada temperatura medija fluktuira, vrijednost njihovog otpora će se promijeniti, što će dovesti do dodatne greške u očitavanju automatskog ravnotežnog mosta . Da bi se uklonila greška, koristi se trožični dijagram povezivanja otpornog termometra sa sekundarnim uređajem, koji se sastoji u tome da se tačka c (slika 3.4) prenosi direktno na otporni termometar. Sa ovom vezom, otpor

žica R se dodaje na krak mjernog mosta i otpor

R do ramena sa stalnim otporom. Tada će uvjet ravnoteže mosnog kola imati oblik:

(R1 + rR1) ​​(Rt + R l)) = (R2 + rR 2 + R ^) R4. (3.7)

Mjerni krug automatskog ravnotežnog mosta može se napajati i iz suhe istosmjerne baterije ili iz baterije napona 1,2-1,5 V. U tom slučaju elektronsko pojačalo uređaja mora imati pretvarač vibracija za pretvaranje jednosmjerne neuravnoteženosti. signala u naizmjenični s ciljem njegovog naknadnog pojačanja.

U tom smislu, ravnotežni DC mostovi se koriste kada se u mjernom krugu mogu pojaviti različiti prijemnici (na primjer, kada se ugrađuje otporni termometar u električne peći ili mjesta s velikim magnetnim poljima). Osim toga, DC mostovi se koriste u slučajevima kada se, prema radnim uvjetima uređaja i požarnoj sigurnosti, napajaju iz istosmjernih izvora male snage.

Strukturno, automatski samosnimajući ravnotežni most je stacionarni uređaj, čije su sve jedinice smještene unutar čeličnog kućišta. Očitavanja se bilježe na papiru za grafikone koji pomiče sinhroni motor.

Industrija proizvodi automatske ravnotežne mostove koji prikazuju i snimaju na disk dijagramu, prikazuju i snimaju na trakastom dijagramu KSM2, KSM3, KSM4 mostove, prikazuju mostove sa rotirajućom skalom i druge modifikacije. Njihovi šematski dijagrami slični su razmatranoj shemi automatskog ravnotežnog mosta i razlikuju se samo u dizajnu pojedinačnih čvorova.

Međutim, tip elektroničkog uređaja o kojem se gore govori također ima niz nedostataka:

mali raspon mjerenja temperature (do 600 0 C);

otporni termometar ugrađen u tehnološke uređaje mora se postaviti u zapreminu proizvoda;

sekundarni uređaj nema specijalna sredstva za zaštitu od eksplozije i postavlja se samo u instrumentacione prostorije.

3.6. Automatski potenciometar

Automatski potenciometar je dizajniran za mjerenje, snimanje i regulaciju temperature. Radi u kompletu sa termoparovima standardnih kalibracija, koristi se za merenje temperatura od -200 do +2000 0 C. Kao konstrukcijski materijali za termoelemente se koriste: gvožđe-copel, copel-alumel, hromel-alumel, platina -platina rodijum itd. termoelektromotorna sila (TEMF) od promene temperature je linearna.

U elektronskim potenciometrima koristi se potenciometrijska (kompenzacijska) metoda mjerenja koja se zasniva na balansiranju (kompenzaciji) izmjerene TEMF sa poznatom razlikom potencijala koju formira pomoćni izvor napajanja.

Iz shematskog dijagrama (sl. 3.5) se vidi da je termoelement povezan tako da njegova struja u presjeku Rad ide u istom smjeru kao i iz izvora napajanja B, a potencijalna razlika između tačke A i bilo koje međutačke D je proporcionalan otporu Rad.

Pokretni pokretni kontakt D, pod uslovom da Eju< Еб, можно найти такое его положение, при котором ток в цепи термопары будет равен 0, т.е. ТЭДС термопары может быть измерена значением падения напря­жения на участке сопротивления RAд. Схема такого вида широко использу­ется для измерения температуры в переносных приборах.

Nedostatak razmatrane sheme je što TEMF ovisi o konstantnosti struje u krugu reohorda.

Promjenjivanje radne struje u kliznom kolu može dovesti do grešaka u rezultatima mjerenja. Podešavanje potrebne vrednosti radne struje i kontrola njene konstantnosti se takođe vrši metodom kompenzacije (slika 3.6).

Kolo ima tri kola:

strujni krug izvora (izvor struje B, otpor podešavanja, konstantni otpor, klizni kabel sa pokretnim kontaktom D);

kolo normalnog elementa (normalni element NE, konstantni otpor, mjerni uređaj MT);

termoelementno kolo (termopar TP, mjerni uređaj IP, dio promjenjivog otpora klizne žice).

U režimu upravljanja, prekidač je postavljen u položaj K, povezujući normalni element sa krajevima otpora Rh.3 (EMF izvora napajanja B je usmerena prema EMF normalnog elementa). Sa smanjenjem vrijednosti radne struje ona se reguliše otporom podešavanja i postiže se pozicija u kojoj razlika potencijala na krajevima otpora Rh.3 ne postaje jednaka EMF normalnog elementa. Struja u krugu mjernog uređaja postat će jednaka nuli. Ako R ycT ne uspije uspostaviti radnu struju, tada se zamjenjuje baterija. U režimu merenja, prekidač se postavlja u položaj I, čime se termoelement povezuje u seriju sa normalnim elementom, reokordom u tački A i pokretnim kontaktom D. Termopar TEMF će u ovom slučaju biti usmeren u suprotnom smeru od EMF izvora B. Pokretni kontakt D, pronađite njegov takav položaj, u kojem je razlika potencijala između tačke A i Dreohordovog kontakta jednaka TEMF termopara.

U uređajima serije GSP, mjerni krug se napaja stabiliziranim izvorom, što pojednostavljuje dizajn i rad.

metrologija- nauka o mjerenjima, metodama i sredstvima kojima se obezbjeđuje njihovo jedinstvo i način postizanja potrebne tačnosti.

Measurement- eksperimentalno pronalaženje vrijednosti fizičke veličine pomoću posebnih tehničkih sredstava i izražavanje rezultata u usvojenim jedinicama.

Merni znakovi:

Fizička količina

Potrebno iskustvo

Dostupnost mjernog instrumenta

Numerička vrijednost fizičke veličine

Alat za mjerenje- mjerni instrument koji ima standardizovane tehničke karakteristike.

Fizička količina- svojstvo koje je kvalitativno zajedničko za mnoge fizičke objekte, procese ili pojave, ali je kvantitativno individualno.

Stvarna vrijednost fizičke veličine- vrijednost koja u ovom slučaju zadovoljava potrebe potrošača.

PV klasifikacija.

Može raditi: aktivno, pasivno

Deterministički, slučajni

Analogni - PV, koji ima beskonačan broj vrijednosti u datom rasponu; kvantizirano

Vremenski: kontinuirano, diskretno

Vrste mjerenja .

Na osnovu dobijanja rezultata:

Prave linije - mjerenja u kojima se željena vrijednost određuje direktno tokom eksperimenta

Indirektno - koristi se poznati funkcionalni odnos između rezultata mjerenih direktnom metodom i željenog EF

Zajedničko - vrši se istovremeno mjerenje nekoliko različitih PV-a kako bi se pronašao odnos između njih

Agregat - mjerenja, kada postoji istovremeno mjerenje nekoliko istih PV-a kako bi se odredile željene vrijednosti drugog PV-a

Na osnovu promjena tokom vremena:

Statički - mjerenje vrijednosti nekog PV-a čija je vrijednost nepromijenjena tokom korištenja rezultata

Dynamic

Na osnovu učestalosti mjerenja:

Jednom

Višestruko

Preciznost

Omogućeni su jednaki - stalni uslovi izvođenja, isti mjerni instrumenti

Nejednaki - mjerni instrumenti različitih nivoa tačnosti.

Informacije- informacije koje smanjuju prethodnu nesigurnost o objektu.

Informacijski signal mjerenja- signal čiji su parametri funkcionalno povezani sa izmjerenom vrijednošću.

Informacijski aspekt mjerenja: prijem bilo kojeg SRI - lanca konverzije signala.

.

Alat za mjerenje- tehnička sredstva sa standardizovanim metrološkim karakteristikama.

Nositelj PV je signal.

Signal To je fizički proces koji se odvija u vremenu.

Integralne karakteristike:

- krest faktor

- forme

- dobitak

- sinusoidna

1,1,1 - meandar

- testerasti

Klasifikacija mjernih instrumenata.

Mere - merni instrumenti koji reprodukuju PV zadate veličine

Merni pretvarači su merni instrumenti koji daju RI u obliku pogodnom za prenos, skladištenje, obradu, ali nezgodan za direktnu percepciju od strane posmatrača. Thermocouple. Električna vrijednost u električnu (transformator). Nije električna do električna. Generator (termopar). Parametarski (otporni termometar) ne generiše signal, za rad je potrebno dodatno napajanje. Senzor je strukturno dizajniran mjerni pretvarač.

Merni uređaji - merni instrumenti koji generišu RI u obliku pogodnom za direktnu percepciju od strane posmatrača. Analogno, digitalno. Analogna izlazna vrijednost je kontinuirana funkcija ulazne vrijednosti. U zavisnosti od mogućnosti očuvanja, rezultati se dele na prikazivanje i evidentiranje. Ovisno o mjestu ugradnje, razlikuju se stacionarne i prijenosne.

Mjerne instalacije - skup strukturno i funkcionalno kombinovanih mjernih instrumenata i pomoćnih uređaja, namijenjenih za racionalnu konstrukciju mjernog eksperimenta.

Mjerni sistem - skup strukturno i funkcionalno kombinovanih mjernih instrumenata i pomoćnih uređaja, dizajniranih za automatsko prikupljanje mjernih informacija sa više objekata sa naknadnim prijenosom, obradom, pohranjivanjem.

K - prekidač

PNK - pretvarač napona u kod

KS - komunikacioni kanal

M - modulator

DM - demodulator

Metode mjerenja .

U zavisnosti od upotrebe mere:

Metoda direktne procjene - mjere nisu uključene u proces mjerenja, rezultat se dobija direktno na uređaju za očitavanje mjernog instrumenta. Mjera se koristi indirektno - u proizvodnji uređaja.

Metode poređenja - mjera je direktno uključena u proces mjerenja

Nulta metoda.

NE - indikator nule

Ex - izmjereni napon

U0 je primjerna mjera

Metoda se sastoji u tome da se razlika između izmjerene vrijednosti i vrijednosti reprodukovane mjerom smanjuje na 0 tokom mjerenja, što fiksira NI. Rezultat je jednak vrijednosti mjere. Mostovi mjerni uređaji. Uz visoku preciznost mjerenja, metoda vam omogućava da dobijete rezultat mjerenja s visokom preciznošću.

Diferencijalna metoda.

Razlika između izmjerene vrijednosti i vrijednosti koju mjerom reprodukuje mjeri se pomoću mjernog instrumenta. Rezultat se dobija kao zbir mjerne vrijednosti i očitavanja mjernog instrumenta. Ova metoda omogućava da se dobije rezultat mjerenja s visokom preciznošću kada se koristi mjerni instrument relativno niske preciznosti.

Δ je apsolutna greška voltmetra.

Metoda zamjene.

Izmjerena vrijednost i vrijednost koju mjerom reprodukuje mjere se naizmjenično. Nepoznata vrijednost se utvrđuje iz ova dva mjerenja. Ima dovoljnu tačnost ako je objekt mjerenja približno jednak mjeri.

Greške u mjerenju .

Greška- kvantitativne karakteristike

Preciznost- kvalitativna karakteristika koja odražava blizinu greške nuli.

Klasifikacija.

Po načinu izražavanja:

Po mjestu (razlogu) nastanka:

Metodički - zbog neadekvatnosti usvojenog modela mjernog objekta

Instrumentalna - instrumentalna greška samog mjernog instrumenta

Po prirodi promjene:

Sistematično - konstantno ili se mijenja prema poznatom zakonu

Slučajni - mijenja se prema zakonima slučajnih brojeva. Da biste ga pronašli, elementi teorije vjerovatnoće, statistička mjerenja

Promašaji - subjektivna greška operatera

Usput, okolina utiče na mjerni instrument:

Glavni - javlja se u normalnim uslovima rada mjernog instrumenta

Dodatno - u uslovima koji nisu normalni

Po prirodi promjene tokom vremena:

Statički - nastaju prilikom mjerenja konstante tokom vremena

Dinamički - kada se mjeri signal koji se mijenja tokom vremena

U odnosu na izmjerenu vrijednost:

Dodatak - ne zavisi od izmerene vrednosti

Multiplikativno - zavisi od izmerene vrednosti

Karakteristike mjernih instrumenata .

Nemetrološki- karakteristike koje ne utiču na tačnost rezultata merenja (težina, veličina, boja).

metrološki- utiče na tačnost (ulazna impedansa, kapacitivnost, trenje, itd.)

Osnovne metrološke karakteristike:

Nominalna statička konverzijska funkcija je odnos između informacijskih parametara ulaznog i izlaznog signala. Unosi se za vrstu mjernog instrumenta.

Realna transformaciona funkcija (transformaciona jednadžba) je stvarna transformaciona karakteristika. U obliku funkcionalne zavisnosti, tablica ulaznih i izlaznih vrijednosti, funkcionira u koordinatama.

Osjetljivost je omjer povećanja izlazne vrijednosti i priraštaja ulazne vrijednosti koja je uzrokovala ovaj prirast.

Prag osjetljivosti (rezolucija) je minimalna vrijednost ulazne veličine koja se može detektovati promjenom izlazne veličine.

Konstanta uređaja je omjer određene vrijednosti izmjerene vrijednosti i očitavanja uređaja u podjelima.

Vrijednost podjele je razlika između susjednih oznaka na skali, a ako je ta razlika konstantna vrijednost, onda je skala ujednačena.

Opseg očitavanja je razlika između maksimalne i minimalne vrijednosti.

Mjerni opseg - područje na skali mjernog instrumenta, u kojem se određuju (postavljaju) metrološke karakteristike - radni opseg

Karakteristike mjernog instrumenta koje utječu na mjerni krug.

Greške mjernog instrumenta. Osnovni, dodatni. Aditivni, multiplikativni.

Standardizacija greške mjernog instrumenta .

Klasa tačnosti mjernog instrumenta- glavna integralna metrološka karakteristika mjernog instrumenta, koja daje glavnu granicu greške. U nekim slučajevima, klasa tačnosti postavlja i dodatne greške i druge metrološke karakteristike. Vrijednost klase tačnosti bira se iz niza brojeva:

U elektronskim osciloskopima, klasa tačnosti odražava drugačiju vrijednost.

Racioniranje- određivanje nazivnih karakteristika za datu vrstu mjernog instrumenta i dozvoljenih odstupanja za ovaj rezultat.

Tip mjernog instrumenta- komplet mjernih instrumenata iste namjene, po istom principu, istog dizajna i izrađenih prema istoj tehnološkoj dokumentaciji.

Način standardizacije greške mjernog instrumenta zavisi od prirode apsolutne greške datog instrumenta.

Greška je aditivna..

sa ujednačenom skalom.

sa kvačicom ispod. Sa neujednačenom skalom.

Multiplikativna priroda greške.

u krug.

Mešovita priroda greške.

Verifikacija- ovo je određivanje usklađenosti datog mjernog instrumenta sa njegovom klasom tačnosti.

Standardizacija dodatne greške.

Standardizacija dodatne greške se svodi na postavljanje koeficijenta utjecaja ili funkcije utjecaja.

Elektromehanički uređaji .

To su uređaji kod kojih se električna energija mjerenog signala pretvara u mehaničku energiju pokretnog dijela uređaja.

Mjerni krug- služi za pretvaranje električne energije ulaznog signala u električnu energiju (skaliranje)

Mjerni mehanizam- za pretvaranje električne energije u mehaničko kretanje pokretnog dijela.

Uređaj za čitanje- za vizualizaciju.

Klasifikacija elektromehaničkih uređaja.

Po vrsti izmjerene vrijednosti (struja, napon, otpor, snaga, frekvencija, faza)

Po prirodi električnog signala

Metodom stvaranja kontra momenta (mehanički - opruga, omjerno - zbog dodatnog namotaja koji stvara kontra magnetsko polje)

Metodom smirivanja pokretnog dijela (magnetsko-indukcijski, vazdušni, tečni)

Po vrsti mjernog mehanizma (magnetoelektrični, elektromagnetski, elektrodinamički, elektrostatički, indukcijski, ferodinamički)

Magneto-električni uređaji.

Magnetni stubovi, fiksno jezgro, strujni okvir, kontra opruga.

Polje u procjepu je ujednačeno.

Dostojanstvo:

Nedostaci:

Nizak kapacitet preopterećenja

Nemogućnost rada na naizmjeničnu struju

Relativna složenost proizvodnje

Uređaji bazirani na MEIM-u .

Ampermetri.

Voltmetri.

Ohmmetri.

Sekvencijalna shema.

Uticaj napajanja na rezultat mjerenja uklanja se korištenjem magnetnog šanta ugrađenog u MI dizajn, koji utječe na magnetsko polje radi kompenzacije napona napajanja.

Paralelno kolo.

Prednosti:

Visoka tačnost

Visoka pouzdanost

Nedostatak: ovisnost o naponu napajanja.

Moguće je izraditi kombinovane instrumente (testere) koji istovremeno mjere napon, struju, otpor, (induktivnost, kapacitivnost). Na osnovu MEIM-a grade se tako visokoosjetljivi uređaji kao što su galvanometri, kao i uređaji za mjerenje naizmjeničnog napona.

Elektronski analogni uređaji i pretvarači .

Mjerno sredstvo, u kojem se pretvaranje mjernog informacijskog signala vrši pomoću analognih elektronskih uređaja. Izlazni signal takvih mjernih instrumenata je kontinuirana funkcija ulaznog signala. Koristi se za mjerenje svih vrsta električnih signala: napon, struja, otpor, faza, frekvencija...

Elektronski voltmetri- mjerni instrumenti, u kojima se izmjereni napon pretvara u jednosmjernu struju, koju mjeri MEIM.

specifikacije:

Širok raspon izmjerenih vrijednosti napona, od 10 ^ -9 V DC do 10 ^ 3 V AC.

Visoka osjetljivost kroz korištenje ulaznih pojačala

Velika ulazna impedansa

Širok frekventni opseg mjerenog napona od 0 do 10 ^ 8 Hz

Neujednačenost frekvencijskog odziva ne bi trebalo da prelazi ± 3 dB u odnosu na referencu.

Elektronski voltmetri se dijele na:

Direktna struja

Izmjenična struja

Univerzalni (također izmjerite dodatne količine)

Impuls

Selektivno

Elektronski DC voltmetri.

Ulazni razdjelnik, DC pojačalo, Mjerni mehanizam.

Veoma su osetljivi.

Posebnosti:

At
pojavljuje se odstupanje nultog nivoa.

Za povećanje osjetljivosti koristi se modulator, demodulator.

Funkcije modulatora i demodulatora obavljaju analogni prekidači, kojima sinhrono upravlja generator. Omogućava vam da dobijete vrijednost dobitka do ~ 10 ^ 5. Zavisi od polariteta.

AC voltmetri.

Ovisno o pretvaraču:

Vrijednosti amplitude

Prosječne vrijednosti

RMS vrijednosti

Peak detektori- pretvarači u voltmetrima amplitudnih vrijednosti.

Peak detektor sa otvorenim ulazom.

Kondenzator se puni pozitivnim poluvalom, negativni poluval dioda ne propušta. Da bi se minimiziralo talasanje, odabrano je vrijeme punjenja-pražnjenja kondenzatora

Peak detektor sa zatvorenim ulazom.

Zbog gradacije u efektivnim vrijednostima
, vrh faktora sinusoidnog signala. Ako nije sinusni signal, onda

Prosječni voltmetri.

Pojačalo naizmjeničnog napona, pretvarač.

Povećanje ulaznog napona povećava osjetljivost i smanjuje utjecaj nelinearnosti ulaznih dioda pretvarača (zbog prelaska u područje linearne ovisnosti)

za nesinusni signal.

Za pojačanje signala koriste se kvadratni uređaji.

... Skala za takve uređaje je kvadratna.

Univerzalni voltmetri.

Zasnovan na vršnim detektorima sa zatvorenim ulazom.

Konstantni napon: 0,1 ÷ 600V

Varijabilni napon: 1 ÷ 600V

Otpor: 10Ω ÷ 100MΩ

Pulsni voltmetri.

Za mjerenje amplitude signala različitih oblika.

Posebnosti:

Skala je gradirana u vrijednostima amplitude. Peak detektor sa zatvorenim ulazom.

Selektivni voltmetri.

Za mjerenje RMS vrijednosti napona u određenom frekventnom opsegu ili RMS vrijednosti određenih harmonika.

Preskače jednu frekvenciju. RMS vrijednost signala za pravi voltmetar. Niska preciznost 6 ÷ 15% osnovne greške. 0,1μV ÷ 1V. 10Hz ÷ 100kHz.

Katodni osciloskop .

Za vizuelno posmatranje, merenje i registraciju električnih signala.

Posebnosti:

Širok frekventni opseg

Visoka osjetljivost

Velika ulazna impedansa

Katodna cijev.

K - katoda: emisija elektrona.

A1, A2 - anode.

A1 - fokus: debljina linije

A2 - anoda za ubrzanje.

UGO - pojačivač horizontalnog otklona. UVO - vertikalno.

A3 - mjerenje impulsnih signala visokog radnog ciklusa.

Specifikacije:

Osjetljivost

Bandwidth

Trajanje naknadnog sjaja - vrijeme između kraja snopa i trenutka kada svjetlina dostigne 1% originalne

Radno područje ekrana: geometrijske dimenzije i nelinearnost otklona grede.

Generalizirana struktura osciloskopa.

VD - ulazni razdjelnik - skaliranje ulaznog signala

PU - startni uređaj - pokretanje kanala vertikalnog otklona

LZ - linija kašnjenja - za odlaganje ulaznog signala na neko vrijeme, vrijeme odziva GR

VU - izlazno pojačalo - za generisanje signala koji direktno kontroliše vertikalne otklonske ploče.

UVO - pojačivač vertikalnog otklona

KA - kalibrator amplitude - generator pravokutnih impulsa sa poznatim vrijednostima amplitude i frekvencije. Tako se tokom kalibracije uspostavljaju normalizirane vrijednosti amplitude i frekvencije, prema kojima se prilagođavaju koeficijenti otklona i sweep-a.

CD - kalibrator trajanja

BS - jedinica za sinhronizaciju - za dobijanje stabilne slike, za koju je frekvencija GR promenljiva

GR - sweep generator - oblikovanje pilastog signala

UGO - pojačivač horizontalnog otklona

Normalizacija greške.

4 klase tačnosti: 1 (3%), 2 (5%), 3 (10%), 4 (12%) - za Co i CD.

Ova greška se normalizuje kada se normalizovani signali (kvadratni ili sinusni) primenjuju na ulaz osciloskopa.

Ako je period posmatranog signala višekratnik frekvencije GR, onda vidimo stacionarnu sliku. LZ se koristi za kompenzaciju vremena smjene.

Standby i automatska sinhronizacija: u standby modu, GR se pokreće samo u isto vrijeme kada stigne uočeni signal.

Zatvoren ulaz - prolazi samo varijabilna komponenta, Otvoren - konstanta također.

Digitalni mjerni uređaji .

To su uređaji koji automatski generiraju diskretne digitalne informacijske signale, a očitanja se prikazuju u digitalnom obliku.

Generiše digitalni kod u skladu sa izmerenom vrednošću, dok je kontinuirana analogna vrednost kvantizovana u nivou i uzorkovana u vremenu.

Uzorkovanje vremena- transformacija, u kojoj se vrijednost veličine razlikuje od 0 i poklapa se sa odgovarajućom vrijednošću mjerene veličine samo u određenim vremenskim momentima. Intervali između ovih vrijednosti su korak uzorkovanja.

Kvantizacija nivoa- transformacija u kojoj kontinuirana analogna vrijednost poprima fiksne, kvantizirane vrijednosti. Ove vrijednosti su nivoi kvantizacije ili kvanti.

Važna karakteristika je pravilo za identifikaciju mjerene količine i nivoa kvantizacije.

Osnovne metode za pretvaranje kontinuiranog u kod.

Metoda sekvencijalnog brojanja- ima najduže vrijeme mjerenja, ali najjeftinije.

Metoda sukcesivne aproksimacije- svaki sljedeći korak je polovina prethodnog.

Metoda čitanja- istovremeno poređenje izmjerene vrijednosti sa svim nivoima kvantizacije odjednom. Vrijeme mjerenja je najkraće, ali skupo.

CIU klasifikacija .

Metodom konverzije:

sekvencijalno brojanje

uzastopna aproksimacija

očitavanja

Po vrsti izmjerene vrijednosti

Metodom usrednjavanja izmerene vrednosti:

trenutne vrijednosti

usrednjavanje (integrisanje)

Po načinu rada:

ciklično djelovanje (prema rigidnom programu)

praćenje - praćenje promjena u vrijednosti kvantizacije za određenu vrijednost

DAC = ADC + OA, CPU = DAC + ADC

Glavne metrološke karakteristike CIU.

Statički:

greška diskretnosti (kvantizacije).

osjetljivost

implementacija nivoa kvantizacije

od smetnji

Greška diskretnosti.

Greška kvantizacije je metodična. Sistematsko - mat očekivanje.

Greška osjetljivosti... Nastaje kao posljedica nesavršenosti uređaja za poređenje.

Greška u implementaciji nivoa kvantizacije.

Δd - metodički; Δh, Δr - instrumentalni

Ako pomak nivoa kvantizacije zavisi od broja nivoa, onda je greška
.

Greška koja se javlja prilikom kvantizacije vremenskog intervala. Prilikom mjerenja vremenskog intervala koriste se kvantizirajući impulsi poznate frekvencije.

Greške od vremenskog pomaka startnih i stop impulsa u odnosu na kvantizer.

Početni impuls je sinhronizovan sa polovinom perioda kvantizovanja.

Klasa tačnosti c/d.

Vremensko impulsni digitalni voltmetar .

Izmjereni Ux se pretvara u vremenski interval Tx, koji se zauzvrat mjeri kvantizacijom impulsima stabilne frekvencije f0 i brojanjem ovih impulsa u vremenu tx pretvara se u kod.

Poznat je ugao nagiba Uk ili brzina njegovog formiranja.

Izvor grešaka VITSV.

Dinamičke greške CIU .

- dinamička greška prve vrste, zbog aperiodičnih svojstava ulaznog kola.

Neka se konverzija analogne vrijednosti u kvantiziranu izvrši metodom sekvencijalnog brojanja.
određuje se vremenom konverzije.

Gdje je M1 modul maksimuma prve derivacije signala - brzina njegove promjene.

MINISTARSTVO PUTEVA KOMUNIKACIJE RUJSKE FEDERACIJE

MOSKVSKI DRŽAVNI UNIVERZITET ZA NAČINE KOMUNIKACIJE (MIIT)

Zavod za elektrotehniku, metrologiju i energetiku

G.G. Ryabtsev, I.V. Semenov

ODOBRENO od Uređivačko-izdavačkog vijeća Univerziteta

METROLOŠKE KARAKTERISTIKE ELEKTROMEHANIČKIH MJERNIH INSTRUMENTA ZA DIREKTNO OCJENJIVANJE

Metodološka uputstva za laboratorijske radove iz metrologije za studente elektrotehničkih smerova

Moskva - 2004

UDK 621.317.39 (075.8)

Ryabtsev G.G. Semenov I.V. Metrološke karakteristike elektromehaničkih mjernih instrumenata za direktno ocjenjivanje: Metodološke upute za laboratorijski rad. - M.: MIIT, 2004.-- 24 str.

Dati su kratki teorijski podaci o metrološkim karakteristikama elektromehaničkih mjernih instrumenata za neposredno vrednovanje, dati su primjeri proračuna karakteristika instrumenata i izbora instrumenata za mjerenje, uzimajući u obzir posebnosti električnih veličina koje se njima mjere.

© Moskovski državni transportni univerzitet (MIIT), 2004

1. SVRHA RADA

Ispitivanje metroloških karakteristika elektromehaničkih uređaja za direktno ocjenjivanje.

2. KRATKE TEORIJSKE INFORMACIJE Elektromehanički uređaj za direktnu procjenu je

uređaj u kojem se očitavanje rezultata mjerenja vrši direktno na skali graduiranoj u jedinicama vrijednosti mjerene uređajem.

Metrološke karakteristike - ovo su karakteristike uređaja,

utvrđivanje njegove podobnosti za mjerenje određene fizičke veličine u datom rasponu njenih vrijednosti i sa zadatom tačnošću.

Metrološke karakteristike mjernih instrumenata dijele se na statičke i dinamičke.

Statičke karakteristike određuju svojstva uređaja kada se njime mjere vrijednosti stabilnog stanja traženu vrijednost. Statičke karakteristike uređaja uključuju: funkciju konverzije, opsege indikacija i mjerenja, osjetljivost, podjelu skale, ulaznu impedanciju, potrošnju energije i klasu tačnosti.

Dinamičke karakteristike određuju svojstva uređaja kada se njime mjere vremenski promjenjive količine... Dinamičke karakteristike uključuju: frekvencijski odziv, prelazni odziv i dinamičku grešku uređaja.

2.1. Funkcija konverzije instrumenata

Funkcija transformacije (ili jednačina) instrumenta je zavisnost od vikenda signal uređaja od izmjerene vrijednosti

ulazni signal

Za elektromehaničke mjerne instrumente, direktna procjena je zavisnost ugla α odstupanja (u podjelama skale instrumenta) pokazivača uređaja za očitavanje instrumenta od nivoa X vrijednosti koju mjeri.

α = f (X).

Funkcije konverzije instrumenata su predstavljene u obliku analitičkih zavisnosti, grafikona, tabela. Funkcija konverzije uređaja se koristi za izgradnju kalibracionih karakteristika njegove skale. Idealna funkcija konverzije je linearni odnos (dok je skala uređaja ujednačena, što omogućava preciznije očitavanje rezultata mjerenja).

2.2. Prikaz dometa i mjernog opsega uređaja

Opseg indikacija je opseg vrednosti instrumentalne skale, ograničen početnim oznakama ikona skale.

Mjerni opseg je raspon vrijednosti mjerene veličine, u

u okviru koje dozvoljene granice greške su normalizovane

Za instrumente sa linearnom konverzijskom funkcijom i ujednačenom skalom, opseg očitavanja i mjerni opseg su isti.

Kod uređaja sa nelinearnom konverzijskom funkcijom i neujednačenom skalom, opseg mjerenja je označen na skali tačkama ili punom linijom povučenom ispod oznaka skale (slika 1).

Najmanja vrijednost izmjerene vrijednosti u mjernom opsegu naziva se donja granica mjerenja, a najveća vrijednost naziva se gornja granica mjerenja.

X max

α max

2.3. Osjetljivost uređaja

Osetljivost merača karakteriše sposobnost instrumenta da reaguje na promene u ulaznom signalu. Osjetljivost određuje se iz jednadžbe transformacije i predstavlja omjer promjene signala Δα na izlazu uređaja i promjene signala X na ulazu uređaja

Osetljivost uređaja sa neujednačenom skalom ima različite vrednosti na različitim tačkama skale i za svaku tačku određena je omjerom (2).

2.4. Podjela jedinica

Podjela skale mjerača je razlika u vrijednostima veličina koje odgovaraju dvije susjedne oznake na skali, tj. određuje skalu uređaja za čitanje uređaj.

Jedinica podjele uniformne skale definira se kao omjer

gornji		X max	mjerljivo			instrument	magnitude
odgovarajući broj podjela α max njegove skale
			C =	X max
				α max

Na primjer, za miliampermetar iz tačke 2.3. cijena podjele će biti C = 1 mA.

Vrijednost podjele neravne skale uređaja određuje se u svakoj od njegovih tačaka kao razlika između vrijednosti izmjerene vrijednosti koje odgovaraju dvije susjedne oznake na skali.

2.5. Ulazna impedancija i potrošnja energije uređaja

Ulazna impedancija i potrošnja energije određuju

stepen uticaja merni instrument uključen režim rada

električno kolo u kojem se vrši mjerenje. Na primjer, što je manji ulazni otpor voltmetra, to se više smanjuje

pad napona u dijelu kola, paralelno na koji je ovaj voltmetar priključen, jer se smanjuje ekvivalentni otpor kola, što je određeno paralelno spojenim otporom dijela kola i voltmetra. Stoga bi voltmetri trebali imati što veći otpor. Za razliku od voltmetara, ampermetri bi trebali imati što manji ulazni otpor, jer su serijski povezani u električni krug i povećavaju otpor ovog kola, zbog čega se struja u njemu smanjuje.

Ulazni otpor uređaja je naznačen u njegovom pasošu, a ako nije naznačen, onda se utvrđuje proračunom.

Da biste izračunali ulazni otpor voltmetra, koristite gornju granicu U max napona koji mjeri i odgovarajuću vrijednost I max struje koja teče kroz voltmetar (ukupna struja otklona).

Da biste izračunali ulazni otpor ampermetra, koristite gornju granicu I max struje koju on mjeri i odgovarajući pad napona U max na ampermetru. Vrijednosti ukupne struje otklona za voltmetre i pad napona za ampermetre navedene su u njihovim pasošima, a u nekim vrstama uređaja (uključujući M2038 i AVO-5M1) su naznačene na skali. Prema navedenim vrijednostima, ulazni otpor

uređaja se računa prema Ohmovom zakonu
	U max
	I max

Ulazni otpori elektromehaničkih voltmetara kreću se od nekoliko jedinica do desetina hiljada oma, a ampermetara - od stotinki do desetinki oma.

Maksimalna vrijednost snage koju troši uređaj nalazi se iz gore navedenih vrijednosti njegove struje i napona

P max = U max × I max,

ili granicom vrijednosti mjerene od strane uređaja i njegovog ulaznog otpora. Na primjer, za voltmetar

					U max2
	V. max				R V. in
i za ampermetar
						× R	A. in
	A. max
Potrošeno	moć				elektromehanički					aparati
beznačajno (od stotinke -			u jedinicama Vata). Smatra se najboljim
uređaj sa nižom vrednošću potrošnje energije.

Za ommetre ulazni otpor i potrošnja energije nisu podešeni, jer se otpor kola bez napona mjeri ommetrima. Shodno tome, ommetri ne troše struju iz kola u kojem se mjerenja vrše, a navedene karakteristike za njih nemaju smisla.

2.6. Klasa tačnosti instrumenta

Klasa tačnosti određuje zagarantovane granice, iznad koje greška uređaja ne ide unutar navedenog mjernog opsega.

Klasa tačnosti K T elektromehaničkih mjerača je standardizirana kao postotak granice D X max

(zagarantovane granice) apsolutna greška uređaja do

normalizirajuća vrijednost X NORM njegove skale

CT skener		D X max	× 100%.
		X NORM

Normalizirajuća vrijednost X NORMA za uređaje sa ujednačenom skalom je gornja granica vrednosti koju meri uređaj, a za uređaje sa

neujednačena skala - dužina njegovog radnog dijela, tj. dužina preseka između oznaka na skali koja odgovara mernom opsegu uređaja.

Za elektromehaničke mjerače postavljene su sljedeće klase tačnosti: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 (za laboratorijske instrumente) i 1; 1.5; 2.5; 4 (za tehničke uređaje).

Broj klase tačnosti uređaja je naznačen na njegovoj skali. Za uređaje sa ujednačenom skalom, ova brojka je naznačena bez ikakvih znakova (krugovi, kvadrati, zvjezdice), na primjer, 2.5. Za uređaje s neujednačenom skalom, broj klase tačnosti je podvučen isprekidanom linijom

linija, na primjer 2.5.

Prema formuli (9) klase tačnosti uređaja vrši se procjena maksimalno dozvoljeno vrijednosti njegove apsolutne greške. Takva procjena je neophodna kako bi se utvrdila greška mjernog rezultata koji vrši uređaj, kao i za odabir uređaja koji obezbjeđuje potrebnu tačnost mjerenja.

Izračunavanje granice apsolutne greške uređaja sa uniformna skala drzati direktno prema formuli (9) klase tačnosti, a za uređaje sa neujednačena skala prema formuli (9), greška uređaja se prvo određuje u jedinicama (mm) dužine skale, a zatim prema njoj i podjela skale apsolutna greška se izračunava u jedinicama mjerene vrijednosti.

Primjer 1. Odrediti granicu I max apsolutne greške ampermetra koji ima ujednačenu skalu, gornju granicu mjerene struje I max = 5 A i klasu tačnosti K T = 1.

Rješenje 1. Uređaj ima ujednačenu skalu, stoga je normalizirajuća vrijednost u formuli (9) njegove klase tačnosti gornja granica izmjerene struje I max = 5 A.

Granica apsolutne greške ampermetra nalazi se direktno iz formule (9)

DI max = ± K T × I max = ± 1 × 5 = ± 0,05 A.

Primjer 2. Odrediti DR max granicu apsolutne greške ohmmetra sa neujednačenom skalom u tri tačke (početak, sredina i kraj skale), ako se mjerni opseg uređaja nalazi u rasponu od 3 do 300 kΩ, dužina radnog dijela skale (tj. između oznaka 3 i 300)

je L P = 60 mm, klasa tačnosti K T = 2,5, podjela skale (u mm) u

početak, sredina i kraj radnog dijela skale, respektivno, jednak je,

i C

Rješenje 2. Prema formuli (9) određuje se klasa tačnosti ommetra

granica D L msx

njegova apsolutna greška, izražena u jedinicama dužine

K T × L P

Granica D R max apsolutne greške ohmmetra

jedinice

izmjerena vrijednost (tj. u kOhm) se nalazi pomoću vrijednosti

D L msx i cijena

Od podjele instrumentalne skale na odgovarajuću tačku na skali

DR = DL × C = ±

K T × L P × C

Odavde nalazimo

2,5 × 60 × 0,1

= ± 0,15 kΩ;

max.n

2,5 × 60 × 1

= ± 0,15 kΩ;

max.n

2,5 × 60 × 10

= ± 0,15 kΩ.

max.n

Primjer 3. Odrediti granice apsolutnog D I max i relativnog

δ max

greške u rezultatu mjerenja struje ampermetrom,

koji

9. Merni instrumenti i njihove karakteristike

U naučnoj literaturi tehnički mjerni instrumenti se dijele u tri velike grupe. To su: mjere, kalibri i univerzalni mjerni instrumenti, koji uključuju mjerne instrumente, instrumente i sisteme.

1. Mjera je mjerni instrument koji je dizajniran da reprodukuje fizičku veličinu date veličine. Mjere uključuju ravni paralelne mjere dužine (pločice) i mjere ugla.

2. Mjerila su neka vrsta uređaja, čija je namjena da se njime kontrolišu i traže unutar potrebnih granica dimenzija, međusobne površine i oblika dijelova. U pravilu se dijele na: glatke granične mjerače (klamerice i čepovi), kao i mjerače navoja, koji uključuju navojne prstenove ili spajalice, navojne čepove itd.

3. Mjerni uređaj, predstavljen u obliku uređaja koji generiše signal mjerne informacije u obliku razumljivom za percepciju posmatrača.

4. Mjerni sistem, shvaćen kao skup mjernih instrumenata i nekih pomoćnih uređaja, koji su međusobno povezani komunikacijskim kanalima. Namijenjen je za proizvodnju signala mjernih informacija u određenom obliku, koji je pogodan za automatsku obradu, kao i za prenos i upotrebu u sistemima automatskog upravljanja.

5. Univerzalni mjerni instrumenti, čija je namjena u upotrebi za određivanje stvarnih dimenzija. Svaki univerzalni mjerni instrument karakterizira njegova namjena, princip rada, odnosno fizički princip koji je u osnovi njegove konstrukcije, karakteristike dizajna i metrološke karakteristike.

U kontrolnom mjerenju ugaonih i linearnih indikatora koriste se direktna mjerenja, rjeđe su relativna, indirektna ili kumulativna mjerenja. U naučnoj literaturi, među metodama direktnog mjerenja, obično se izdvajaju sljedeće:

1) metod neposrednog ocenjivanja, koji je metod u kome se vrednost veličine utvrđuje pomoću uređaja za očitavanje mernog uređaja;

2) metodu poređenja sa merom, što označava metodu u kojoj se data vrednost može uporediti sa vrednošću koju mera reprodukuje;

3) komplementarna metoda, koja obično označava metodu kada se vrednost dobijene veličine dopuni merom iste veličine tako da njihov zbir, jednak unapred određenoj vrednosti, deluje na korišćeni uređaj za poređenje;

4) diferencijalna metoda, koju karakteriše merenje razlike između date veličine i poznate veličine koju mera reprodukuje. Metoda daje rezultat sa dovoljno visokom stopom tačnosti kada se koriste grubi mjerni instrumenti;

5) nulti metod, koji je u suštini sličan diferencijalnom, ali je razlika između date vrednosti i mere svedena na nulu. Štaviše, nulti metod ima određenu prednost, jer mjera može biti mnogo puta manja od izmjerene vrijednosti;

6) metoda supstitucije, koja je uporedna metoda sa merom, u kojoj se izmerena vrednost zamenjuje poznatom vrednošću, koja se reprodukuje merom. Podsjetimo da postoje i nestandardizirane metode. Ova grupa obično uključuje sljedeće:

1) metod opozicije, koji podrazumeva metod kojim data vrednost, kao i vrednost reprodukovana merom, istovremeno deluju na uređaj za poređenje;

2) metoda koincidencije, koja se karakteriše kao metoda u kojoj se razlika između upoređenih vrednosti meri podudarnošću oznaka na skali ili periodičnim signalima.

10. Klasifikacija mjernih instrumenata

mjerni instrument (SI) Je tehničko sredstvo ili skup sredstava koji se koriste za vršenje mjerenja i koji imaju standardizovane metrološke karakteristike. Uz pomoć mjernih instrumenata fizička veličina se ne može samo detektovati, već i izmjeriti.

Merni instrumenti se klasifikuju prema sledećim kriterijumima:

1) metodama konstruktivnog sprovođenja;

2) za metrološke svrhe.

Prema načinu konstruktivne implementacije, mjerni instrumenti se dijele na:

1) mjere veličine;

2) merni pretvarači;

3) mjerni instrumenti;

4) mjerne instalacije;

5) merni sistemi.

Mjere veličine Jesu mjerni instrumenti određene fiksne veličine, za višekratnu upotrebu. dodijeliti:

1) nedvosmislene mjere;

2) viševrijedne mjere;

3) skupove mjera.

Broj mjera, koji tehnički predstavljaju jedan uređaj u okviru kojeg je moguće kombinirati postojeće mjere na različite načine, naziva se skladište mjera.

Predmet mjerenja se upoređuje sa mjerom pomoću komparatora (tehničkih uređaja). Na primjer, balans zraka je komparator.

Standardni uzorci (CRM) spadaju u nedvosmislene mjere. Postoje dvije vrste referentnih materijala:

1) standardni uzorci kompozicije;

2) standardni uzorci svojstava.

Standardni uzorak sastava ili materijala Je uzorak sa fiksnim vrijednostima količina koje kvantitativno odražavaju sadržaj u tvari ili materijalu svih njegovih sastavnih dijelova.

Standardni uzorak svojstava tvari ili materijala je uzorak s fiksnim vrijednostima količina koje odražavaju svojstva tvari ili materijala (fizička, biološka, ​​itd.).

Svaki standardni uzorak prije upotrebe mora proći metrološku atestaciju u tijelima mjeriteljske službe.

Standardni uzorci se mogu primijeniti na različitim nivoima iu različitim poljima. dodijeliti:

1) međudržavne CO;

2) državni CO;

3) industrijski CRM-ovi;

4) CO organizacije (preduzeća).

mjerni pretvarači (MT)- to su mjerni instrumenti koji izmjerenu vrijednost izražavaju u nekoj drugoj vrijednosti ili je pretvaraju u signal mjerne informacije, koji se dalje može obraditi, pretvoriti i pohraniti. Mjerni pretvarači mogu pretvoriti izmjerenu vrijednost na različite načine. dodijeliti:

1) analogni pretvarači (AP);

2) digitalno-analogni pretvarači (DAC);

3) analogno-digitalni pretvarači (ADC). Mjerni pretvarači mogu zauzimati različite pozicije u mjernom lancu. dodijeliti:

1) primarni merni pretvarači koji su u direktnom kontaktu sa predmetom merenja;

2) srednji merni pretvarači, koji se nalaze iza primarnih pretvarača. Primarni mjerni pretvarač je tehnički izoliran, iz njega se signali koji sadrže mjerne informacije unose u mjerno kolo. Primarni mjerni pretvarač je senzor. Konstruktivno, senzor može biti lociran prilično daleko od sljedećeg srednjeg mjernog instrumenta, koji bi trebao primati njegove signale.

Obavezna svojstva mjernog pretvarača su normalizirana metrološka svojstva i ulazak u mjerni lanac.

Mjerni uređaj Je mjerno sredstvo kojim se dobija vrijednost fizičke veličine koja pripada fiksnom rasponu. Dizajn uređaja obično sadrži uređaj koji pretvara izmjerenu vrijednost sa svojim indikacijama u oblik koji je optimalan za razumijevanje. Za prikaz mjernih informacija u dizajnu uređaja, na primjer, koristi se skala sa strelicom ili digitalni indikator, preko kojih se bilježi vrijednost izmjerene vrijednosti. U nekim slučajevima, mjerni uređaj se sinhronizuje sa računarom, a zatim se mjerni podaci ispisuju na displej.

U skladu sa metodom za određivanje vrednosti merene veličine razlikuju se:

1) mjerni instrumenti direktnog djelovanja;

2) mjerni instrumenti za poređenje.

Direktni mjerni instrumenti To su uređaji pomoću kojih se vrijednost mjerene veličine može dobiti direktno na uređaju za očitavanje.

Uporedni mjerni instrument Je uređaj pomoću kojeg se vrijednost izmjerene veličine dobija poređenjem sa poznatom količinom koja odgovara njenoj mjeri.

Mjerni uređaji mogu prikazati izmjerenu vrijednost na različite načine. dodijeliti:

1) prikaz mjernih uređaja;

2) mjerni uređaji za snimanje.

Razlika između njih je u tome što uz pomoć pokaznog mjernog uređaja možete očitati samo vrijednosti izmjerene veličine, a dizajn mjernog uređaja za snimanje također vam omogućava da fiksirate rezultate mjerenja, na primjer, pomoću dijagrama ili primjenom na bilo koji nosilac informacija.

Uređaj za čitanje- strukturno odvojeni dio mjernog instrumenta koji je predviđen za očitavanje indikacija. Uređaj za čitanje može biti predstavljen skalom, pokazivačem, displejom itd. Uređaji za očitavanje se dijele na:

1) uređaji za očitavanje vage;

2) uređaji za digitalno čitanje;

3) registrovanje uređaja za čitanje. Uređaji za očitavanje vage uključuju vagu i indikator.

Scale Je sistem oznaka i njima odgovarajućih sekvencijalnih numeričkih vrijednosti izmjerene vrijednosti. Glavne karakteristike vage:

1) broj podjela na skali;

2) dužinu podjele;

3) cijenu podjele;

4) opseg indikacija;

5) opseg merenja;

6) granice mjerenja.

Podjela na skali Je udaljenost od jedne oznake na skali do susjedne oznake.

Dužina podjele Je udaljenost od jedne središnje linije do druge duž zamišljene linije koja prolazi kroz centre najmanjih oznaka na ovoj skali.

Podjela na skali Je razlika između vrijednosti dvije susjedne vrijednosti na datoj skali.

Opseg očitavanja skale Je raspon vrijednosti skale čija je donja granica početna vrijednost date skale, a gornja je konačna vrijednost date skale.

Mjerni opseg- ovo je raspon vrijednosti unutar kojeg se uspostavlja normalizirana maksimalna dozvoljena greška.

Granice mjerenja Minimalna i maksimalna vrijednost mjernog opsega.

Skoro ujednačena skala Je skala u kojoj se cijene podjela razlikuju za najviše 13% i koja ima fiksnu vrijednost podjele.

Značajno neujednačena skala Je skala za koju su podjeli suženi i za čije je podjele vrijednost izlaznog signala polovina zbira granica mjernog opsega.

Razlikuju se sljedeće vrste vaga mjernih instrumenata:

1) jednostrana skala;

2) dvostrana skala;

3) simetrična skala;

4) skala različita od nule.

Jednostrana skala Je skala sa nulom na početku.

Dvostrana skala Je skala gdje nula nije na početku skale.

Simetrična skala Je skala sa nulom u sredini.

Postavka mjerenja Je mjerni instrument, koji predstavlja skup mjera, IP, mjernih instrumenata i drugih koji obavljaju slične funkcije, koji se koriste za mjerenje fiksnog broja fizičkih veličina i sakupljeni na jednom mjestu. Ako se mjerni uređaj koristi za ispitivanje proizvoda, to je ispitni sto.

Mjerni sistem Je mjerni instrument, koji predstavlja kombinaciju mjera, MT, mjernih instrumenata i sl., koji obavljaju slične funkcije, smješten u različitim dijelovima određenog prostora i dizajniran za mjerenje određenog broja fizičkih veličina u datom prostoru.

Prema svojoj metrološkoj namjeni, mjerni instrumenti se dijele na:

1) radni mjerni instrumenti;

2) standardi.

Radni mjerni instrumenti (RSI) Da li se mjerni instrumenti koriste za obavljanje tehničkih mjerenja. Radni mjerni instrumenti mogu se koristiti u različitim uslovima. dodijeliti:

1) laboratorijski mjerni instrumenti koji se koriste u naučnoistraživačkom radu;

2) proizvodni mjerni instrumenti koji se koriste za kontrolu toka različitih tehnoloških procesa i kvaliteta proizvoda;

3) terenski merni instrumenti koji se koriste u radu vazduhoplova, automobila i drugih tehničkih uređaja.

Za svaku posebnu vrstu radnih mjernih instrumenata postavljaju se određeni zahtjevi. Zahtevi za laboratorijske radne merne instrumente su visok stepen tačnosti i osetljivosti, za industrijske RSI - visok stepen otpornosti na vibracije, udare, promene temperature, na RSI polja - stabilnost i pravilan rad u različitim temperaturnim uslovima, otpornost na visoke nivoe vlažnost.

Standardi- ovo su mjerni instrumenti sa visokim stepenom tačnosti koji se koriste u metrološkim istraživanjima za prenošenje informacija o veličini jedinice. Precizniji mjerni instrumenti prenose informacije o veličini jedinice i tako dalje, formirajući tako neku vrstu lanca, u čijoj je sljedećoj karici tačnost ove informacije nešto manja nego u prethodnoj.

Informacije o veličini jedinice daju se prilikom verifikacije mjernih instrumenata. Ispitivanje mjernih instrumenata vrši se kako bi se potvrdila njihova podobnost.

11. Metrološke karakteristike mjernih instrumenata i njihova standardizacija

Metrološka svojstva mjernih instrumenata- to su svojstva koja imaju direktan uticaj na rezultate mjerenja koja se vrše ovim instrumentima i na grešku ovih mjerenja.

Kvantitativna i metrološka svojstva karakterišu indikatori metroloških svojstava, koji su njihove metrološke karakteristike.

Metrološke karakteristike koje je odobrio ND su standardizovane metrološke karakteristike Metrološke karakteristike mernih instrumenata se dele na:

1) svojstva koja određuju oblast primene mernih instrumenata:

2) svojstva koja određuju preciznost i ispravnost dobijenih rezultata merenja.

Svojstva koja određuju područje primjene mjernih instrumenata određena su sljedećim metrološkim karakteristikama:

1) mjerni opseg;

2) prag osetljivosti.

Mjerni opseg Je raspon vrijednosti veličine u kojoj se normaliziraju granične vrijednosti grešaka. Donja i gornja (desna i lijeva) granica mjerenja nazivaju se donja i gornja granica mjerenja.

Prag osjetljivosti- ovo je minimalna vrijednost izmjerene vrijednosti koja može uzrokovati primjetno izobličenje primljenog signala.

Svojstva koja određuju preciznost i ispravnost dobijenih rezultata mjerenja određuju se sljedećim metrološkim karakteristikama:

1) ispravnost rezultata;

2) preciznost rezultata.

Tačnost rezultata dobijenih određenim mjernim instrumentima određena je njihovom greškom.

Greška mjerenja- ovo je razlika između rezultata mjerenja količine i sadašnje (stvarne) vrijednosti ove količine. Za radno mjerno sredstvo, stvarna (stvarna) vrijednost izmjerene veličine smatra se indikacijom radnog etalona niže kategorije. Dakle, osnova poređenja je vrijednost koju pokazuje mjerni instrument, a koja je viša u verifikacionom dijagramu od testiranog mjernog instrumenta.

Q n = Q n? Q 0,

gdje je AQ n greška testiranog mjernog instrumenta;

Q n - vrijednost određene količine dobijena korištenjem testiranog mjernog instrumenta;

Standardizacija metroloških karakteristika- ovo je regulacija granica odstupanja vrijednosti stvarnih metroloških karakteristika mjernih instrumenata od njihovih nominalnih vrijednosti. Osnovni cilj standardizacije metroloških karakteristika je da se obezbedi njihova zamenljivost i ujednačenost merenja. Vrijednosti stvarnih metroloških karakteristika utvrđuju se tokom proizvodnje mjerila, a kasnije, u toku rada mjernih instrumenata, te vrijednosti moraju biti provjerene. U slučaju da jedna ili više standardizovanih metroloških karakteristika prelaze propisane granice, mjerni instrument se mora ili odmah prilagoditi ili povući iz upotrebe.

Vrijednosti metroloških karakteristika regulirane su odgovarajućim standardima za mjerne instrumente. Štaviše, metrološke karakteristike su standardizovane posebno za normalne i radne uslove upotrebe mernih instrumenata. Normalni uslovi upotrebe su uslovi u kojima se promene metroloških karakteristika usled spoljašnjih faktora (spoljna magnetna polja, vlažnost, temperatura) mogu zanemariti. Radni uslovi su uslovi u kojima varijacija uticajnih veličina ima širi opseg.

12. Metrološka podrška, njene osnove

Metrološka podrška, ili skraćeno MO, je uspostavljanje i korišćenje naučnih i organizacionih osnova, kao i niza tehničkih sredstava, normi i pravila neophodnih za poštovanje principa jedinstva i zahtevane tačnosti merenja. Danas se razvoj MO kreće u pravcu prelaska sa postojećeg užeg zadatka obezbeđivanja ujednačenosti i zahtevane tačnosti merenja na novi zadatak obezbeđenja kvaliteta merenja. Međutim, ovaj termin je primenljiv iu obliku koncepta „metrološke podrške tehnološkog procesa (proizvodnje, organizacije)“, koji podrazumeva MO merenja (ispitivanja ili kontrole) u datom procesu, proizvodnji, organizaciji. Objektom MO se mogu smatrati sve faze životnog ciklusa (LC) proizvoda (proizvoda) ili usluge, gdje se životni ciklus percipira kao skup uzastopnih međusobno povezanih procesa stvaranja i promjene stanja proizvoda iz formulacije. početnih potreba za njim do kraja rada ili potrošnje. Često se u fazi razvoja proizvoda radi postizanja visokog kvaliteta proizvoda vrši izbor kontrolisanih parametara, standarda tačnosti, tolerancije, mernih instrumenata, kontrole i ispitivanja. A u procesu razvoja MO, preporučljivo je koristiti sistematski pristup, u kojem se navedena podrška smatra svojevrsnim skupom međusobno povezanih procesa, ujedinjenih jednim ciljem. Ovaj cilj je postizanje traženog kvaliteta mjerenja. U naučnoj literaturi se u pravilu izdvaja niz sličnih procesa:

1) utvrđivanje opsega merenih parametara, kao i najprikladnijih standarda tačnosti za kontrolu kvaliteta proizvoda i kontrolu procesa;

2) studiju izvodljivosti i izbor mjernih instrumenata, ispitivanja i kontrole i utvrđivanje njihove racionalne nomenklature;

3) standardizaciju, ujednačavanje i agregaciju korišćene kontrolno-merne opreme;

4) razvoj, implementacija i sertifikacija savremenih metoda merenja, ispitivanja i kontrole (MVI);

5) verifikaciju, metrološko sertifikovanje i etaloniranje KIO ili kontrolno-merne, kao i opreme za ispitivanje koja se koristi u preduzeću;

6) kontrolu proizvodnje, stanja, upotrebe i popravke KIO, kao i tačnog poštovanja metroloških pravila i standarda u preduzeću;

7) učešće u procesu kreiranja i implementacije standarda preduzeća;

8) implementaciju međunarodnih, državnih, industrijskih standarda, kao i drugih propisa Državnog standarda;

9) vršenje metrološkog ispitivanja projekata projektne, tehnološke i regulatorne dokumentacije;

10) analizu stanja merenja, razvoj na osnovu njih i sprovođenje različitih mera za unapređenje MO;

11) osposobljavanje zaposlenih u nadležnim službama i sektorima preduzeća za obavljanje kontrolno-mernih poslova.

Organizacija i izvođenje svih manifestacija Ministarstva odbrane je prerogativ mjeriteljske službe. Metrološka podrška se zasniva na četiri sloja. Zapravo, u naučnoj literaturi nose sličan naziv - fondacije. Dakle, ovo je naučni, organizacioni, regulatorni i tehnički okvir. Posebnu pažnju obratio bih na organizacione osnove metrološke podrške. Organizacione službe metrološke podrške uključuju Državnu metrološku službu i Resornu metrološku službu.

Državna metrološka služba, ili skraćeno GMS, odgovorna je za obezbeđivanje metroloških merenja u Rusiji na međusektorskom nivou, a takođe obavlja poslove kontrole i nadzora u oblasti metrologije. HMS uključuje:

1) državni naučni metrološki centri (GNMC), metrološki istraživački instituti, koji su u skladu sa zakonodavnim okvirom nadležni za primenu, čuvanje i kreiranje državnih etalona i izradu propisa o održavanju jednoobraznosti merenja u fiksnom obliku merenja;

2) organi SMS-a na teritoriji republika koje su u sastavu Ruske Federacije, organi autonomnih oblasti, organi autonomnih okruga, regiona, teritorija, gradova Moskve i Sankt Peterburga.

Osnovna djelatnost tijela HMS-a je usmjerena na osiguranje ujednačenosti mjerenja u zemlji. Uključuje izradu državnih i sekundarnih standarda, razvoj sistema za prenošenje veličina fotonaponskih jedinica na radnike SI, državni nadzor nad stanjem, upotrebom, proizvodnjom, popravkom SI, metrološki pregled dokumentacije i najvažnije vrste proizvodi, metodološko vođenje MS pravnih lica. HMS-om upravlja Gosstandart.

Odjeljenska metrološka služba, koja se prema odredbama Zakona „O obezbjeđivanju ujednačenosti mjerenja“ može formirati u preduzeću radi obezbjeđivanja MO. Na čelu nje mora biti predstavnik uprave koji ima odgovarajuća znanja i ovlaštenja. je potrebno. Neka od ovih područja aktivnosti uključuju:

1) zdravstvenu zaštitu, veterinu, zaštitu životne sredine, održavanje bezbednosti na radu;

2) trgovinski poslovi i međusobna poravnanja između prodavaca i kupaca, koji po pravilu obuhvataju poslove korišćenjem automata i drugih uređaja;

3) državno računovodstveno poslovanje;

4) odbranu države;

5) geodetske i hidrometeorološke poslove;

6) bankarski, carinski, poreski i poštanski poslovi;

7) proizvodnju proizvoda koji se isporučuju po ugovoru za potrebe države u skladu sa zakonodavnim okvirom Ruske Federacije;

8) kontrolu i ispitivanje kvaliteta proizvoda radi obezbeđenja usklađenosti sa obaveznim zahtevima državnih standarda Ruske Federacije;

9) obavezna sertifikacija robe i usluga;

10) mjerenja koja se vrše u ime više državnih organa: suda, arbitraže, tužilaštva, organa vlasti Ruske Federacije;

11) poslovi registracije nacionalnih ili međunarodnih evidencija u oblasti sporta. Metrološku službu državnog organa upravljanja čine sljedeće komponente:

1) strukturne jedinice glavnog metrologa kao deo centrale državnog organa;

2) glavne i bazne organizacije metroloških službi u industrijama i podsektorima, koje imenuje organ upravljanja;

3) metrološka služba preduzeća, udruženja, organizacija i ustanova.

Drugi važan dio Ministarstva odbrane su njegove naučne i metodološke osnove. Dakle, glavna komponenta ovih fondacija su Državni naučni metrološki centri (SRMC), koji se stvaraju iz strukture preduzeća i organizacija ili njihovih strukturnih podjela pod jurisdikcijom Državnog standarda, obavljajući različite operacije na stvaranju, skladištenju, poboljšanju , korišćenje i skladištenje državnih etalona jedinica količina, i, pored toga, razvijanje normativnih pravila u cilju obezbeđivanja ujednačenosti merenja, imajući u svom sastavu visoko kvalifikovano osoblje. Dodeljivanje statusa Državnog naučno-istraživačkog centra bilo kom preduzeću, po pravilu, ne utiče na oblik njegovog vlasništva i organizaciono-pravne forme, već samo znači da su oni uključeni u grupu objekata sa posebnim oblicima. državna podrška. Glavne funkcije GNMC-a su sljedeće:

1) izradu, unapređenje, primenu i čuvanje državnih etalona jedinica veličina;

2) izvođenje primenjenih i fundamentalnih istraživanja i projektovanja u oblasti metrologije, što može uključivati ​​izradu različitih eksperimentalnih instalacija, početnih mera i vaga za obezbeđivanje ujednačenosti merenja;

3) prenos iz državnih etalona početnih podataka o veličinama jedinica veličina;

4) vršenje državnih ispitivanja mjernih instrumenata;

5) razvoj opreme potrebne za HMS;

6) razvoj i unapređenje regulatornih, organizacionih, ekonomskih i naučnih osnova delatnosti u cilju obezbeđivanja ujednačenosti merenja, u zavisnosti od specijalizacije;

7) interakciju sa metrološkom službom saveznih organa izvršne vlasti, organizacija i preduzeća koja imaju svojstvo pravnog lica;

8) davanje informacija o ujednačenosti merenja preduzeća i organizacija

9) organizovanje različitih događaja u vezi sa radom GSPC, GSSSD i GSSO;

10) ispitivanje sekcija Ministarstva odbrane saveznih i drugih programa;

11) organizovanje metroloških veštačenja i merenja na zahtev više državnih organa: sudova, arbitraže, tužilaca ili saveznih organa izvršne vlasti;

12) osposobljavanje i prekvalifikacija visokokvalifikovanih kadrova;

13) učešće u poređenju državnih standarda sa nacionalnim standardima, koji su dostupni u više stranih država, kao i učešće u izradi međunarodnih normi i pravila.

Aktivnosti GNMC-a regulisane su Uredbom Vlade Ruske Federacije od 12.02.94. br. 100.

Važna komponenta okvira MO su, kao što je već spomenuto, metodološka uputstva i dokumenti smjernica, koji podrazumijevaju normativne dokumente metodološkog sadržaja, koje razvijaju organizacije podređene Gosstandartu Ruske Federacije. Dakle, u oblasti naučnih i metodoloških osnova metrološke podrške, Gosstandart Rusije organizuje:

1) obavlja poslove istraživanja i razvoja u zadatim oblastima delatnosti, kao i utvrđuje pravila za obavljanje poslova iz oblasti metrologije, standardizacije, akreditacije i sertifikacije, kao i državne kontrole i nadzora u podređenim oblastima, daje metodološko uputstvo za te poslove. ;

2) daje metodološko vođenje obuke iz oblasti metrologije, sertifikacije i standardizacije, utvrđuje uslove za stepen osposobljenosti i osposobljenosti osoblja. Organizuje obuku, prekvalifikaciju i usavršavanje specijalista.

13. Greška mjerenja

U praksi korišćenja merenja, njihova tačnost postaje veoma važan pokazatelj, a to je stepen bliskosti rezultata merenja određenoj stvarnoj vrednosti, koja se koristi za kvalitativno poređenje mernih operacija. I kao kvantitativna procjena, po pravilu se koristi greška mjerenja. Štaviše, što je manja greška, to se smatra višom preciznošću.

Prema zakonu teorije grešaka, ako je potrebno povećati tačnost rezultata (sa isključenom sistematskom greškom) za 2 puta, tada se broj mjerenja mora povećati za 4 puta; ako je potrebno povećati tačnost za 3 puta, tada se broj mjerenja povećava za 9 puta, itd.

Proces procjene greške mjerenja smatra se jednom od najvažnijih mjera u obezbjeđivanju ujednačenosti mjerenja. Naravno, postoji mnogo faktora koji utiču na tačnost merenja. Shodno tome, svaka klasifikacija grešaka mjerenja je prilično proizvoljna, jer se često, ovisno o uvjetima mjernog procesa, greške mogu pojaviti u različitim grupama. U ovom slučaju, prema principu zavisnosti od oblika, ovi izrazi mjerne greške mogu biti: apsolutni, relativni i reducirani.

Osim toga, prema znaku zavisnosti od prirode manifestacije, razlozima za nastanak i mogućnosti otklanjanja greške mjerenja, mogu biti komponente. Pri tome se razlikuju sljedeće komponente greške: sistematičnost i nasumično.

Sistematska komponenta ostaje konstantna ili se mijenja s naknadnim mjerenjima istog parametra.

Slučajna komponenta se mijenja s ponovljenim promjenama istog parametra na slučajan način. Obje komponente greške mjerenja (i slučajne i sistematske) pojavljuju se istovremeno. Štaviše, vrijednost slučajne greške nije unaprijed poznata, jer može nastati zbog niza nespecificiranih faktora. Ova vrsta greške se ne može u potpunosti isključiti, ali se njihov utjecaj može donekle smanjiti obradom rezultata mjerenja.

Sistematska greška, i to je njena posebnost, ako je uporedimo sa slučajnom greškom, koja se detektuje bez obzira na izvore, smatra se po svojim komponentama u vezi sa izvorima nastanka.

Komponente greške se takođe mogu podeliti na: metodičke, instrumentalne i subjektivne. Subjektivne sistematske greške povezane su sa individualnim karakteristikama operatera. Ova greška može nastati zbog grešaka u očitavanju očitavanja ili neiskustva operatera. U osnovi, sistematske greške proizilaze iz metodološke i instrumentalne komponente. Metodička komponenta greške određena je nesavršenošću metode mjerenja, metoda korištenja SI, netačnosti proračunskih formula i zaokruživanja rezultata. Instrumentalna komponenta se pojavljuje zbog intrinzične greške SI, određene klasom tačnosti, uticajem SI na ukupan i rezolucijom SI. Postoji i koncept kao što su "grube greške ili greške", koje se mogu pojaviti zbog pogrešnih radnji operatera, neispravnosti mjernog instrumenta ili nepredviđenih promjena u mjernoj situaciji. Takve greške se po pravilu otkrivaju u procesu razmatranja rezultata mjerenja uz korištenje posebnih kriterija. Važan element ove klasifikacije je prevencija greške, shvaćena kao najracionalniji način za smanjenje greške, a to je eliminisanje uticaja bilo kog faktora.

14. Vrste grešaka

Razlikuju se sljedeće vrste grešaka:

1) apsolutna greška;

2) relativna greška;

3) smanjena greška;

4) osnovna greška;

5) dodatna greška;

6) sistematska greška;

7) slučajna greška;

8) instrumentalna greška;

9) metodološka greška;

10) lična greška;

11) statička greška;

12) dinamička greška.

Greške mjerenja se klasificiraju prema sljedećim kriterijima.

Prema metodi matematičkog izražavanja greške se dijele na apsolutne i relativne greške.

Prema interakciji promjena vremena i ulazne vrijednosti, greške se dijele na statičke greške i dinamičke greške.

Po prirodi izgleda, greške se dijele na sistematske i slučajne greške.

Apsolutna greška Je li vrijednost izračunata kao razlika između vrijednosti količine dobijene tokom mjerenja i sadašnje (stvarne) vrijednosti date količine.

Apsolutna greška se izračunava pomoću sljedeće formule:

Q n = Q n? Q 0,

gdje je AQ n - apsolutna greška;

Q n- vrijednost određene količine dobijene tokom mjerenja;

Q 0 - vrijednost iste količine, uzeta kao baza za poređenje (stvarna vrijednost).

Apsolutna greška mjere Je li vrijednost izračunata kao razlika između broja koji je nominalna vrijednost mjere i stvarne (stvarne) vrijednosti reprodukovane mjere količine.

Relativna greška Broj koji odražava stepen tačnosti mjerenja.

Relativna greška se izračunava pomoću sljedeće formule:

gdje Q - apsolutna greška;

Q 0 - sadašnju (važeću) vrijednost izmjerene vrijednosti.

Smanjena greška Je li vrijednost izračunata kao omjer apsolutne greške i normalizirajuće vrijednosti.

Normalizujuća vrijednost se određuje na sljedeći način:

1) za merila za koja je odobrena nominalna vrednost, ova nominalna vrednost se uzima kao standardizujuća vrednost;

2) za merne instrumente kod kojih se nulta vrednost nalazi na ivici merne skale ili van skale, normalizujuća vrednost se uzima jednaka konačnoj vrednosti iz mernog opsega. Izuzetak su mjerni instrumenti sa značajno neujednačenom mjernom skalom;

3) za mjerne instrumente u kojima se nulta oznaka nalazi unutar mjernog opsega, normalizujuća vrijednost se uzima jednaka zbiru konačnih numeričkih vrijednosti mjernog opsega;

4) za mjerne instrumente (mjerne instrumente), kod kojih je skala neujednačena, normalizujuća vrijednost se uzima da je jednaka cijeloj dužini mjerne skale ili dužini onog njenog dijela koji odgovara mjernom opsegu. Apsolutna greška se tada izražava u jedinicama dužine.

Greška mjerenja uključuje instrumentalnu grešku, metodološku grešku i grešku očitavanja. Štaviše, greška očitanja nastaje zbog nepreciznosti određivanja udjela podjele mjerne skale.

Instrumentalna greška- radi se o grešci koja proizilazi iz grešaka napravljenih u procesu izrade funkcionalnih dijelova mjernih instrumenata.

Metodička greška Greška koja se javlja iz sljedećih razloga:

1) netačnost građenja modela fizičkog procesa na kome se merilo zasniva;

2) nepravilna upotreba mjernih instrumenata.

Subjektivna greška- radi se o grešci koja nastaje zbog niskog stepena osposobljenosti rukovaoca mjernim instrumentom, kao i zbog greške vidnih organa čovjeka, odnosno uzrok subjektivne greške je ljudski faktor.

Greške u interakciji promjena tokom vremena i ulazne vrijednosti dijele se na statičke i dinamičke greške.

Statička greška- ovo je greška koja se javlja u procesu mjerenja konstantne (koje se ne mijenja u vremenu) vrijednosti.

Dinamička greška- ovo je greška čija se numerička vrijednost izračunava kao razlika između greške koja se javlja prilikom mjerenja promjenljive (vremenske varijable) vrijednosti i statičke greške (greške u vrijednosti izmjerene vrijednosti u određenom trenutku u vrijeme).

Po prirodi zavisnosti greške od uticajnih vrednosti, greške se dele na osnovne i dodatne.

Osnovna greška Da li je greška dobijena u normalnim uslovima rada mjernog instrumenta (pri normalnim vrijednostima uticajnih veličina).

Dodatna greška Greška koja se javlja kada vrijednosti utjecajnih veličina ne odgovaraju njihovim normalnim vrijednostima, ili ako utjecajna veličina prelazi granice raspona normalnih vrijednosti.

Normalni uslovi- to su uslovi u kojima su sve vrednosti uticajnih veličina normalne ili ne prelaze granice opsega normalnih vrednosti.

Uslovi rada- to su uslovi u kojima promena uticajnih veličina ima širi opseg (uticajne vrednosti ne prelaze granice radnog opsega vrednosti).

Radni opseg uticajne veličine- ovo je raspon vrijednosti u kojem se vrši normalizacija vrijednosti dodatne greške.

Po prirodi zavisnosti greške od ulazne vrednosti, greške se dele na aditivne i multiplikativne.

Aditivna greška Greška je koja nastaje zbog zbrajanja numeričkih vrijednosti i ne ovisi o vrijednosti izmjerene vrijednosti uzete u modulu (apsolutnom).

Multiplikativna greška Greška je koja se mijenja zajedno s promjenom vrijednosti količine koja se mjeri.

Treba napomenuti da vrijednost apsolutne aditivne greške nije povezana sa vrijednošću izmjerene vrijednosti i osjetljivošću mjernog instrumenta. Apsolutne aditivne greške su nepromijenjene u cijelom mjernom opsegu.

Vrijednost apsolutne aditivne greške određuje minimalnu vrijednost veličine koja se može mjeriti mjernim instrumentom.

Vrijednosti multiplikativnih grešaka mijenjaju se proporcionalno promjenama vrijednosti mjerene veličine. Vrijednosti multiplikativnih grešaka su također proporcionalne osjetljivosti mjernog instrumenta.Multiplikacijska greška nastaje zbog uticaja uticajnih veličina na parametarske karakteristike elemenata uređaja.

Greške koje mogu nastati tokom mjerenja klasificiraju se prema prirodi njihovog nastanka. dodijeliti:

1) sistematske greške;

2) slučajne greške.

Tokom procesa mjerenja mogu se pojaviti i velike greške i promašaji.

Sistematska greška- Ovo je komponenta cjelokupne greške rezultata mjerenja, koja se ne mijenja ili se redovno mijenja pri ponovljenim mjerenjima iste količine. Obično pokušavaju eliminirati sistematsku grešku mogućim metodama (na primjer, korištenjem mjernih metoda koje smanjuju vjerovatnoću njenog nastanka), ali ako se sistematska greška ne može isključiti, onda se ona izračunava prije početka mjerenja i odgovarajućih korekcija. se dovode do rezultata mjerenja. U procesu standardizacije sistematske greške određuju se granice njenih dozvoljenih vrijednosti. Sistematska greška određuje ispravnost mjerenja mjernih instrumenata (metrološko svojstvo).

U nekim slučajevima, sistematske greške se mogu odrediti eksperimentalno. Rezultat mjerenja se zatim može poboljšati uvođenjem korekcije.

Metode za otklanjanje sistematskih grešaka podijeljene su u četiri vrste:

1) otklanjanje uzroka i izvora grešaka prije početka mjerenja;

2) otklanjanje grešaka u procesu već započetog merenja metodama zamene, kompenzacije grešaka u predznaku, opozicije, simetrična posmatranja;

3) korekcija rezultata merenja vršenjem korekcije (otklanjanje grešaka proračunom);

4) utvrđivanje granica sistematske greške ako se ona ne može otkloniti.

Otklanjanje uzroka i izvora grešaka prije početka mjerenja. Ova metoda je najoptimalnija opcija, jer se njenom upotrebom pojednostavljuje dalji tok mjerenja (nema potrebe da se isključuju greške u procesu već započetog mjerenja ili da se vrši korekcija dobivenog rezultata).

Da bi se eliminisale sistematske greške u procesu već započetog merenja, koriste se različite metode.

Način unošenja amandmana zasniva se na poznavanju sistematske greške i trenutnih zakona njene promjene. Kada se koristi ova metoda, vrše se korekcije rezultata mjerenja dobijenog sa sistematskim greškama, koje su po veličini jednake ovim greškama, ali suprotnog predznaka.

Metoda zamjene sastoji se u tome da se izmjerena vrijednost zamjenjuje mjerom postavljenom u istim uslovima u kojima je bio objekt mjerenja. Metoda supstitucije se koristi kada se mjere sljedeći električni parametri: otpor, kapacitivnost i induktivnost.

Metoda kompenzacije greške znakom sastoji se u tome da se mjerenja izvode dva puta tako da se greška, nepoznate veličine, unese u rezultate mjerenja sa suprotnim predznakom.

Metoda opozicije je sličan metodi kompenzacije predznaka. Ova metoda se sastoji u tome da se mjerenja izvode dva puta tako da izvor greške u prvom mjerenju djeluje suprotno na rezultat drugog mjerenja.

Slučajna greška- ovo je komponenta greške rezultata mjerenja koja se nasumično, nepravilno mijenja kada se provode ponovljena mjerenja iste količine. Pojava slučajne greške ne može se predvidjeti i predvidjeti. Slučajna greška se ne može u potpunosti eliminisati; ona uvijek u određenoj mjeri iskrivljuje konačne rezultate mjerenja. Ali rezultat mjerenja možete učiniti preciznijim ponavljanjem mjerenja. Razlog za slučajnu grešku može biti, na primjer, slučajna promjena vanjskih faktora koji utiču na proces mjerenja. Slučajna greška pri višestrukim mjerenjima sa dovoljno visokim stepenom tačnosti dovodi do rasipanje rezultata.

Greške i grube greške- to su greške koje su mnogo veće od sistematskih i slučajnih grešaka koje se pretpostavljaju u datim uslovima mjerenja. Proklizavanja i velike greške mogu se pojaviti zbog velikih grešaka u procesu mjerenja, tehničkog kvara mjernog instrumenta i neočekivanih promjena vanjskih uvjeta.

15. Kvalitet mjernih instrumenata

Kvalitet instrumenta za mjerenje- ovo je nivo usklađenosti uređaja s njegovom namjenom. Stoga je kvalitet mjernog uređaja određen koliko je dobro svrha mjerenja postignuta upotrebom mjernog uređaja.

Glavna svrha mjerenja- ovo je dobijanje pouzdanih i tačnih informacija o objektu merenja.

Da bi se utvrdio kvalitet uređaja, potrebno je uzeti u obzir sljedeće karakteristike:

1) konstanta uređaja;

2) osetljivost uređaja;

3) prag osetljivosti mernog uređaja;

4) tačnost mjernog uređaja.

Konstanta uređaja- ovo je broj pomnožen brojanjem kako bi se dobila željena vrijednost mjerene veličine, odnosno očitavanja instrumenta. Konstanta uređaja u nekim slučajevima se postavlja kao vrijednost podjele skale, što je vrijednost izmjerene vrijednosti koja odgovara jednoj podjeli.

Osjetljivost uređaja- ovo je broj u čijem je brojiocu vrijednost linearnog ili kutnog kretanja kazaljke (ako govorimo o digitalnom mjernom uređaju, tada će brojilac imati promjenu numeričke vrijednosti, a u nazivniku postoji će biti promjena izmjerene vrijednosti koja je izazvala ovo kretanje (ili promjena brojčane vrijednosti)) ...

Prag osjetljivosti mjernog instrumenta- broj koji predstavlja minimalnu vrijednost izmjerene vrijednosti koju uređaj može popraviti.

Preciznost mjernog instrumenta To je karakteristika koja izražava stepen usklađenosti rezultata mjerenja sa sadašnjom vrijednošću mjerene veličine. Tačnost mjerača se određuje postavljanjem donje i gornje granice najveće moguće greške.

Praktikuje se da se uređaji podele u klase tačnosti, na osnovu vrednosti dozvoljene greške.

Klasa tačnosti mjernih instrumenata- ovo je generalizirajuća karakteristika mjernih instrumenata, koja je određena granicama glavnih i dodatnih dozvoljenih grešaka i drugim karakteristikama koje određuju tačnost. Klase tačnosti određene vrste mjerila su odobrene regulatornom dokumentacijom. Osim toga, za svaku pojedinačnu klasu tačnosti odobravaju se određeni zahtjevi za metrološke karakteristike.Kombinacija utvrđenih metroloških karakteristika određuje stepen tačnosti mjerila koji pripada datoj klasi tačnosti.

Klasa tačnosti mjernog instrumenta se utvrđuje u procesu njegovog razvoja. Kako se metrološke karakteristike obično pogoršavaju tokom rada, moguće je, prema rezultatima kalibracije (verifikacije) mjernog instrumenta, smanjiti njegovu klasu tačnosti.

16. Greške mjernih instrumenata

Greške mjernih instrumenata klasificiraju se prema sljedećim kriterijima:

1) načinom izražavanja;

2) po prirodi manifestacije;

3) u odnosu na uslove korišćenja. Prema načinu izražavanja razlikuju se apsolutne i relativne greške.

Apsolutna greška se izračunava po formuli:

Q n = Q n Q 0,

gdje ? Q n - apsolutna greška ispitivanog mjernog instrumenta;

Q n- vrijednost određene količine dobijena korištenjem ispitivanog mjernog instrumenta;

Q 0 - vrijednost iste količine, uzeta kao baza za poređenje (stvarna vrijednost).

Relativna greška je broj koji odražava stepen tačnosti mjernog instrumenta. Relativna greška se izračunava pomoću sljedeće formule:

gdje ? Q - apsolutna greška;

Q 0 - sadašnja (važeća) vrijednost izmjerene vrijednosti.

Relativna greška se izražava u postocima.

Po prirodi manifestacije, greške se dijele na slučajne i sistematske.

U odnosu na uslove primjene, greške se dijele na osnovne i dodatne.

Osnovna greška mjernih instrumenata Greška koja se utvrđuje ako se mjerni instrumenti koriste u normalnim uvjetima.

Dodatna greška mjernih instrumenata- ovo je komponenta greške mjernog instrumenta, koja se dodatno javlja ako bilo koja od uticajnih veličina prelazi svoju normalnu vrijednost.

17. Metrološka podrška mjernih sistema

Metrološka podrška- to je odobravanje i korištenje naučnih, tehničkih i organizacionih osnova, tehničkih uređaja, normi i standarda u cilju obezbjeđivanja ujednačenosti i određene tačnosti mjerenja. Metrološka podrška u svom naučnom aspektu zasniva se na metrologiji.

Mogu se izdvojiti sljedeći ciljevi metrološke podrške:

1) postizanje višeg kvaliteta proizvoda;

2) obezbeđivanje najveće efikasnosti računovodstvenog sistema;

3) pružanje preventivnih mera, dijagnostike i lečenja;

4) obezbeđivanje efektivnog upravljanja proizvodnjom;

5) obezbeđivanje visokog stepena efikasnosti naučnog rada i eksperimenata;

6) obezbeđivanje većeg stepena automatizacije u oblasti upravljanja transportom;

7) obezbeđivanje efikasnog funkcionisanja sistema regulisanja i kontrole uslova rada i života;

8) unapređenje kvaliteta ekološkog nadzora;

9) poboljšanje kvaliteta i povećanje pouzdanosti komunikacije;

10) obezbeđivanje efikasnog sistema za procenu različitih prirodnih resursa.

Metrološka podrška tehničkih uređaja- to

skup naučno-tehničkih sredstava, organizacionih mjera i mjera koje sprovode nadležne institucije u cilju postizanja jedinstva i potrebne tačnosti mjerenja, kao i utvrđenih karakteristika tehničkih uređaja.

Mjerni sistem- mjerni instrument, koji predstavlja kombinaciju mjera, MT, mjernih instrumenata i drugih, koji obavljaju slične funkcije, koji se nalazi u različitim dijelovima određenog prostora i namijenjen je mjerenju određenog broja fizičkih veličina u datom prostoru.

Merni sistemi se koriste za:

1) tehničke karakteristike objekta merenja, dobijene izvođenjem mernih transformacija određenog broja veličina koje se dinamički menjaju u vremenu i distribuiraju u prostoru;

2) automatizovana obrada dobijenih rezultata merenja;

3) evidentiranje dobijenih rezultata merenja i rezultata njihove automatizovane obrade;

4) prevođenje podataka u izlazne signale sistema. Metrološka podrška mjernih sistema podrazumijeva:

1) utvrđivanje i standardizacija metroloških karakteristika mernih kanala;

2) overa tehničke dokumentacije na usklađenost sa metrološkim karakteristikama;

3) vršenje ispitivanja mernih sistema radi utvrđivanja tipa kome pripadaju;

4) vršenje ispitivanja radi utvrđivanja usaglašenosti mernog sistema sa utvrđenim tipom;

5) certificiranje mjernih sistema;

6) kalibraciju (verifikaciju) mernih sistema;

7) obezbjeđivanje metrološke kontrole proizvodnje i upotrebe mjernih sistema.

Merni kanal mernog sistema Je dio mjernog sistema, tehnički ili funkcionalno odvojen, dizajniran da izvrši određenu funkciju završetka (na primjer, da percipira izmjerenu veličinu ili da dobije broj ili šifru kao rezultat mjerenja ove veličine). Podijeli:

1) jednostavni merni kanali;

2) složeni mjerni kanali.

Jednostavan mjerni kanal Je kanal koji koristi metodu direktnog mjerenja implementiranu kroz naručene konverzije mjerenja.

U složenom mjernom kanalu primarni i sekundarni dio su odvojeni. U primarnom dijelu, složeni mjerni kanal je kombinacija više jednostavnih mjernih kanala. Signali sa izlaza jednostavnih mernih kanala primarne sekcije koriste se za indirektna, agregatna ili zajednička merenja ili za dobijanje signala proporcionalnog rezultatu merenja u sekundarnoj sekciji.

Mjerna komponenta mjernog sistema Je mjerni instrument sa posebno normiranim metrološkim karakteristikama. Primjer mjerne komponente mjernog sistema je mjerni uređaj. U mjerne komponente mjernog sistema spadaju i analogni računarski uređaji (uređaji koji vrše mjerne konverzije). Analogni računarski uređaji pripadaju grupi uređaja sa jednim ili više ulaza.

Merne komponente mernih sistema su sledećih tipova.

Vezivna komponenta Je tehnički uređaj ili element okruženja koji se koristi za razmjenu signala koji sadrži informaciju o izmjerenoj vrijednosti između komponenti mjernog sistema uz minimalno moguće izobličenje. Primjer spojne komponente je telefonska linija, visokonaponska strujna linija i adapterski uređaji.

Računarska komponenta Je digitalni uređaj (dio digitalnog uređaja) dizajniran za obavljanje proračuna s instaliranim softverom. Računska komponenta se koristi za proračun

rezultata mjerenja (direktni, indirektni, zajednički, agregatni), koji su broj ili odgovarajuća šifra, proračuni se vrše na osnovu rezultata primarnih transformacija u mjernom sistemu. Računarska komponenta također vrši logičke operacije i koordinaciju mjernog sistema.

Kompleksna komponenta Komponenta je mjernog sistema, koji predstavlja tehnički ili geografski objedinjen skup komponenti. Složena komponenta završava mjerne transformacije, kao i računske i logičke operacije koje su odobrene u prihvaćenom algoritmu za obradu rezultata mjerenja u druge svrhe.

Pomoćna komponenta Je tehnički uređaj dizajniran da osigura normalno funkcionisanje mjernog sistema, ali ne učestvuje u procesu mjernih konverzija.

Prema relevantnim GOST-ovima, metrološke karakteristike mjernog sistema moraju biti standardizovane za svaki mjerni kanal koji je uključen u mjerni sistem, kao i za složene i mjerne komponente mjernog sistema.

Proizvođač mjernog sistema po pravilu definiše opšte standarde za metrološke karakteristike mjernih kanala mjernog sistema.

Standardizovane metrološke karakteristike mernih kanala mernog sistema su dizajnirane da:

1) obezbedi utvrđivanje greške merenja pomoću mernih kanala u uslovima rada;

2) obezbijedi efektivnu kontrolu usklađenosti mjernog kanala mjernog sistema sa normalizovanim metrološkim karakteristikama tokom ispitivanja mjernog sistema. Ako se određivanje ili kontrola metroloških karakteristika mjernog kanala mjernog sistema ne može izvršiti eksperimentalno za cijeli mjerni kanal, vrši se normalizacija metroloških karakteristika za komponente mjernog kanala. Štaviše, kombinacija ovih dijelova treba da predstavlja cijeli mjerni kanal

Karakteristike greške moguće je normalizovati kao metrološke karakteristike mernog kanala mernog sistema kako u normalnim uslovima korišćenja mernih komponenti tako i u uslovima rada za koje je karakteristična takva kombinacija uticajnih faktora, u kojima je modul numeričke vrijednosti karakteristika greške mjernog kanala ima najveću moguću vrijednost. Radi veće efikasnosti, za srednje kombinacije faktora uticaja, karakteristike greške mernog kanala su takođe normalizovane. Ove karakteristike greške mjernih kanala mjernog sistema moraju se provjeriti izračunavanjem prema metrološkim karakteristikama komponenti mjernog sistema koje predstavljaju mjerni kanal u cjelini. Štaviše, izračunate vrijednosti karakteristika greške mjernih kanala možda se neće eksperimentalno provjeriti. Ali ipak, neophodno je pratiti metrološke karakteristike za sve sastavne dijelove (komponente) mjernog sistema, čije su norme početni podaci u proračunu.

Normalizovane metrološke karakteristike složenih komponenti i mernih komponenti moraju:

1) obezbedi određivanje karakteristika greške mernih kanala mernog sistema u radnim uslovima upotrebe primenom normalizovanih metroloških karakteristika komponenti;

2) obezbijedi sprovođenje efektivne kontrole nad ovim komponentama u postupku ispitivanja koja se sprovode u cilju utvrđivanja tipa i provere usaglašenosti sa standardizovanim metrološkim karakteristikama. Za računske komponente mjernog sistema, ukoliko njihov softver nije uzet u obzir u procesu standardizacije metroloških karakteristika, normalizuju se računske greške čiji je izvor funkcionisanje softvera (algoritam proračuna, njegova softverska implementacija). Za računske komponente mjernog sistema mogu se normalizovati i druge karakteristike, pod uslovom da se uzmu u obzir specifičnosti računske komponente koje mogu uticati na karakteristike sastavnih dijelova greške mjernog kanala (karakteristike komponente greške), ako komponentna greška nastane usled upotrebe ovog programa za obradu rezultata merenja.

Tehnička dokumentacija za rad mjernog sistema mora sadržavati opis algoritma i programa koji radi u skladu sa opisanim algoritmom. Ovaj opis treba da omogući izračunavanje karakteristika greške rezultata merenja koristeći karakteristike greške komponente mernog kanala mernog sistema koja se nalazi ispred računarske komponente.

Za priključne komponente mjernog sistema standardizirane su dvije vrste karakteristika:

1) karakteristike koje obezbeđuju takvu vrednost komponente greške mernog kanala uzrokovanu komponentom sprege, a koja se može zanemariti;

2) karakteristike koje omogućavaju određivanje vrijednosti komponente greške mjernog kanala uzrokovane spojnom komponentom.

18. Izbor mjernih instrumenata

Prilikom odabira mjernih instrumenata, prije svega, treba uzeti u obzir dozvoljenu vrijednost greške za ovo mjerenje, utvrđenu relevantnim regulatornim dokumentima.

Ako dozvoljena greška nije predviđena u relevantnim regulatornim dokumentima, maksimalnu dozvoljenu grešku merenja treba regulisati u tehničkoj dokumentaciji za proizvod.

Prilikom odabira mjernih instrumenata treba uzeti u obzir i sljedeće:

1) dozvoljena odstupanja;

2) metode mjerenja i metode kontrole. Glavni kriterij za odabir mjernih instrumenata je usklađenost mjernih instrumenata sa zahtjevima pouzdanosti mjerenja, dobijanje stvarnih (stvarnih) vrijednosti mjerenih veličina sa zadatom tačnošću uz minimalne troškove vremena i materijala.

Za optimalan izbor mjernih instrumenata potrebno je imati sljedeće početne podatke:

1) nazivnu vrednost merene veličine;

2) vrednost razlike između maksimalne i minimalne vrednosti izmerene vrednosti, regulisane normativnom dokumentacijom;

3) podatke o uslovima merenja.

Ukoliko je potrebno izabrati merni sistem, vodeći se kriterijumom tačnosti, onda njegovu grešku treba izračunati kao zbir grešaka svih elemenata sistema (mera, mernih instrumenata, mernih pretvarača), u skladu sa zakonom utvrđenim za svaki sistem.

Preliminarni izbor mjernih instrumenata vrši se u skladu sa kriterijumom tačnosti, a pri konačnom izboru mjerila moraju se uzeti u obzir sljedeći zahtjevi:

1) na radnu oblast vrednosti veličina koje utiču na proces merenja;

2) na dimenzije mjernog instrumenta;

3) na masu mjernog instrumenta;

4) dizajnu mjernog instrumenta.

Prilikom odabira mjernih instrumenata potrebno je voditi računa o preferenciji standardiziranih mjernih instrumenata.

19. Metode utvrđivanja i obračuna grešaka

Metode za određivanje i obračun mjernih grešaka koriste se kako bi se:

1) na osnovu rezultata merenja dobije stvarnu (stvarnu) vrednost izmerene vrednosti;

2) utvrdi tačnost dobijenih rezultata, odnosno stepen njihove usklađenosti sa sadašnjom (stvarnom) vrednošću.

U procesu utvrđivanja i obračuna grešaka, ocjenjuju se:

1) matematičko očekivanje;

2) standardna devijacija.

Tačkasta procjena parametra(matematičko očekivanje ili standardna devijacija) je procjena parametra koji se može izraziti kao jedan broj. Tačkasta procjena je funkcija eksperimentalnih podataka i stoga bi sama trebala biti slučajna varijabla raspoređena u skladu sa zakonom koji ovisi o zakonu distribucije za vrijednosti početne slučajne varijable Zakon distribucije vrijednosti tačke procjene zavisiće i od parametra koji se procenjuje i od broja testova (eksperimenata).

Ocjenjivanje bodova je sljedećih vrsta:

1) nepristrasna tačka;

2) efektivna bodovna procjena;

3) konzistentna bodovna procjena.

Nepristrasna procjena bodova Je procjena parametra greške čije je matematičko očekivanje jednako ovom parametru.

Efektivna procjena bodova To je bodovna procjena. čija je varijansa manja od varijanse bilo koje druge procjene ovog parametra.

Čvrsta tačka procjene Je procjena koja, sa povećanjem broja testova, teži vrijednosti parametra koji se procjenjuje.

Glavne metode za određivanje ocjena:

1) metoda maksimalne vjerovatnoće (Fisherova metoda);

2) metoda najmanjih kvadrata.

1. Metoda maksimalne vjerovatnoće zasniva se na ideji da su informacije o stvarnoj vrijednosti mjerne veličine i disperziji rezultata mjerenja dobijenih višestrukim opservacijama sadržane u nizu opservacija.

Metoda maksimalne vjerovatnoće sastoji se u pronalaženju procjena pri kojima funkcija vjerovatnoće prolazi kroz svoj maksimum.

Procjene maksimalne vjerovatnoće Jesu procjene standardne devijacije i procjene prave vrijednosti.

Ako se slučajne greške distribuiraju prema zakonu normalne distribucije, tada je procjena maksimalne vjerovatnoće za pravu vrijednost aritmetička sredina opažanja, a procjena varijanse je aritmetička sredina kvadrata odstupanja vrijednosti od matematičko očekivanje.

Prednost procjena maksimalne vjerovatnoće je da podaci procjene:

1) asimptotski nepristrasan;

2) asimptotski efikasan;

3) asimptotski raspoređeni prema normalnom zakonu.

2. Metoda najmanjeg kvadrata sastoji se u tome da se iz određene klase procjena uzima procjena sa minimalnom varijansom (najefikasnija). Od svih linearnih procjena stvarne vrijednosti, gdje su prisutne neke konstante, samo se aritmetička sredina svodi na najmanju vrijednost varijanse. U tom smislu, pod uvjetom da su vrijednosti slučajnih grešaka raspoređene prema zakonu normalne distribucije, procjene dobivene metodom najmanjih kvadrata identične su procjenama maksimalne vjerovatnoće. Procjena parametara korištenjem intervala vrši se pronalaženjem intervala povjerenja unutar kojih se nalaze stvarne vrijednosti procijenjenih parametara sa datim vjerovatnoćama.

Granica pouzdanosti slučajnog odstupanja Broj koji predstavlja prepolovljenu dužinu intervala povjerenja.

Uz dovoljno veliki broj testova, interval pouzdanosti se značajno smanjuje. Ako se broj pokušaja povećava, onda je prihvatljivo povećati broj intervala pouzdanosti.

Otkrivanje grubih grešaka

Grube greške- to su greške koje su mnogo veće od sistematskih i slučajnih grešaka koje se pretpostavljaju u datim uslovima mjerenja. Proklizavanja i velike greške mogu se pojaviti zbog velikih grešaka u procesu mjerenja, tehničkog kvara mjernog instrumenta i neočekivanih promjena vanjskih uvjeta. Kako bi se isključile grube greške, preporuča se približno odrediti vrijednost izmjerene vrijednosti prije početka mjerenja.

Ako se tokom merenja pokaže da se rezultat pojedinačnog posmatranja veoma razlikuje od ostalih dobijenih rezultata, neophodno je utvrditi razloge za ovu razliku. Rezultati dobijeni sa drastičnim razlikama mogu se odbaciti, a vrijednost ponovo izmjeriti. Međutim, u nekim slučajevima, odbacivanje takvih rezultata može uzrokovati primjetno distorziju raspršenja u nizu mjerenja. S tim u vezi, preporučuje se da se ne odbacuju nepromišljeni različiti rezultati, već da se dopune rezultatima ponovljenih mjerenja.

Ako je potrebno isključiti grube greške u procesu obrade dobijenih rezultata, kada više nije moguće ispraviti uslove mjerenja i izvršiti ponovljena mjerenja, tada se koriste statističke metode.

Opća metoda testiranja statističkih hipoteza omogućava vam da saznate da li postoji velika greška u datom rezultatu mjerenja.

20. Obrada i prezentacija rezultata mjerenja

Mjerenja su obično jednokratna. U normalnim uslovima njihova tačnost je dovoljna.

Rezultat jednog mjerenja je predstavljen u sljedećem obliku:

gdje Y i- vrijednost i-tog očitanja;

I - amandman.

Greška u rezultatu jednog mjerenja utvrđuje se kada se odobri metoda mjerenja.

U procesu obrade rezultata mjerenja koriste se različite vrste zakona raspodjele (normalni zakon raspodjele, zakon uniformne raspodjele, zakon korelacijske distribucije) mjerene veličine (u ovom slučaju se smatra slučajnom).

Obrada rezultata direktnih jednakih mjerenja Direktna mjerenja- to su mjerenja pomoću kojih se direktno dobija vrijednost mjerene veličine Jednaka ili jednako raštrkana su direktna, međusobno nezavisna mjerenja određene veličine, a rezultati ovih mjerenja se mogu smatrati slučajnim i raspoređeni prema istoj raspodjeli zakon.

Obično se pri obradi rezultata direktnih, jednako preciznih mjerenja, pretpostavlja da su rezultati i greške mjerenja raspoređeni prema normalnom zakonu raspodjele.

Nakon uklanjanja proračuna, vrijednost matematičkog očekivanja se izračunava po formuli:

gdje x i- vrijednost izmjerene vrijednosti;

n- broj izvršenih mjerenja.

Zatim, ako se utvrdi sistematska greška, njena vrijednost se oduzima od izračunate vrijednosti matematičkog očekivanja.

Zatim se izračunava vrijednost standardne devijacije vrijednosti izmjerene vrijednosti od matematičkog očekivanja.

Algoritam za obradu rezultata višestrukih jednako tačnih mjerenja

Ako je poznata sistematska greška, onda se ona mora isključiti iz rezultata mjerenja.

Izračunajte matematičko očekivanje rezultata mjerenja. Aritmetička sredina se obično uzima kao matematičko očekivanje.

Postavite iznos slučajne greške (odstupanje od aritmetičke sredine) rezultata jednog mjerenja.

Izračunajte varijansu slučajne greške. Izračunajte standardnu ​​devijaciju rezultata mjerenja.

Provjerite pretpostavku da su rezultati mjerenja raspoređeni prema normalnom zakonu.

Pronađite vrijednost intervala povjerenja i pogrešku povjerenja.

Odrediti vrijednost entropijske greške i entropijskog koeficijenta.

21. Verifikacija i kalibracija mjernih instrumenata

Kalibracija mjernih instrumenata To je skup radnji i operacija kojima se utvrđuju i potvrđuju stvarne (stvarne) vrijednosti metroloških karakteristika i (ili) prikladnost mjernih instrumenata koji ne podliježu državnoj mjeriteljskoj kontroli.

Pogodnost mjerila je karakteristika koja se utvrđuje usklađenošću metroloških karakteristika mjerila sa odobrenim (u regulatornim dokumentima ili od strane kupca) tehničkim zahtjevima.Kalibraciona laboratorija utvrđuje podobnost mjerila.

Baždarenje je izmijenilo verifikaciju i metrološko certificiranje mjerila, koje su vršili samo organi državne metrološke službe. Baždarenje, za razliku od verifikacije i metrološke atestacije merila, može da izvrši svaka metrološka služba, pod uslovom da ima sposobnost da obezbedi odgovarajuće uslove za etaloniranje. Kalibracija se vrši na dobrovoljnoj osnovi i može je čak izvršiti i metrološka služba preduzeća.

Ipak, metrološka služba preduzeća je dužna da ispuni određene uslove. Osnovni zahtev za metrološku službu je da obezbedi usklađenost radnog merila sa državnim etalonom, odnosno baždarenje je deo nacionalnog sistema za obezbeđivanje ujednačenosti merenja.

Postoje četiri metode verifikacije (kalibracije) mernih instrumenata:

1) metod direktnog poređenja sa standardom;

2) metod poređenja pomoću računara;

3) način direktnih merenja količine;

4) metod indirektnog merenja količine.

Metoda direktnog poređenja sa standardom objekata

mjerenja podložna kalibraciji, sa odgovarajućim etalonom određene kategorije, praktikuju se za različite mjerne instrumente u oblastima kao što su električna mjerenja, magnetna mjerenja, određivanje napona, frekvencije i struje. Ova metoda se zasniva na mjerenju iste fizičke veličine kalibriranim (provjerenim) uređajem i referentnim uređajem u isto vrijeme. Greška kalibriranog (provjerenog) uređaja izračunava se kao razlika između očitavanja baždarenog uređaja i referentnog uređaja (tj. očitavanja referentnog uređaja uzimaju se kao stvarna vrijednost mjerene fizičke veličine).

Prednosti metode direktnog poređenja sa referentnim standardom:

1) jednostavnost;

2) vidljivost;

3) mogućnost automatske kalibracije (verifikacije);

4) mogućnost kalibracije pomoću ograničenog broja instrumenata i opreme.

Kompjuterski potpomognuta metoda poređenja vrši se pomoću komparatora - posebnog uređaja pomoću kojeg se upoređuju očitanja kalibriranog (provjerenog) mjerila i očitavanja standardnog mjerila. Potreba za korištenjem komparatora je zbog nemogućnosti direktnog poređenja očitavanja mjernih instrumenata koji mjere istu fizičku veličinu. Komparator može biti mjerni instrument koji podjednako percipira signale referentnog mjernog instrumenta i baždarenog (provjerenog) uređaja. Prednost ove metode je konzistentnost u vremenu poređenja vrijednosti.

Metoda direktnog mjerenja koristi se u slučajevima kada je moguće uporediti baždareno merilo sa referentnim u okviru utvrđenih granica merenja. Metoda direktnog mjerenja zasniva se na istom principu kao i metoda direktnog poređenja. Razlika između ovih metoda je u tome što se metodom direktnog mjerenja vrši poređenje u svim numeričkim tačkama svakog opsega (podopseg).

Indirektna metoda mjerenja Koristi se u slučajevima kada se stvarne (stvarne) vrijednosti izmjerenih fizičkih veličina ne mogu dobiti direktnim mjerenjem ili kada su indirektna mjerenja tačnija veća od direktnih mjerenja. Kada koristite ovu metodu, da biste dobili željenu vrijednost, prvo potražite vrijednosti veličina koje su povezane sa željenom vrijednošću poznatom funkcionalnom ovisnošću. A onda se na osnovu ove zavisnosti proračunom pronađe željena vrijednost. Metoda indirektnog mjerenja se obično koristi u instalacijama za automatsku kalibraciju (verifikaciju).

Da bi se prijenos veličina mjernih jedinica na radne instrumente iz etalona mjernih jedinica izvršio bez velikih grešaka, izrađuju se i primjenjuju verifikacioni dijagrami.

Verifikacioni grafikoni- ovo je regulatorni dokument kojim se odobrava podređivanje mjernih instrumenata koji učestvuju u procesu prenošenja veličine jedinice mjerenja fizičke veličine sa standarda na radna mjerila određenim metodama i sa naznakom greška. Šeme verifikacije odobravaju metrološku podređenost državnog etalona, ​​etalona za pražnjenje i mjernih instrumenata.

Šeme verifikacije se dijele na:

1) dijagrame verifikacije stanja;

2) resorni dijagrami verifikacije;

3) lokalni dijagrami verifikacije.

Državne verifikacione karte ustanovljeni su i važe za sve mjerne instrumente određenog tipa koji se koriste u zemlji.

Odjelske verifikacione karte ugrađuju se i rade na mjernim instrumentima određene fizičke veličine, podliježu odjeljenskoj provjeri. Odjelske verifikacione karte ne bi trebale biti u suprotnosti sa državnim verifikacionim kartama ako su uspostavljene za mjerne instrumente istih fizičkih veličina. Odjelske verifikacione karte mogu se uspostaviti i u nedostatku državne verifikacione karte. U verifikacionim dijagramima odjeljenja moguće je direktno naznačiti određene vrste mjernih instrumenata.

Lokalne verifikacione karte koriste se od strane metroloških službi ministarstava, a važe i za mjerne instrumente njima podređenih preduzeća. Lokalna šema verifikacije može se primeniti na merne instrumente koji se koriste u određenom preduzeću.Lokalne šeme verifikacije moraju nužno da ispunjavaju zahteve podređenosti odobrene državnom šemom verifikacije. Istraživački instituti Gosstandarta Ruske Federacije bave se izradom državnih kalibracionih karata.Istraživački instituti Gosstandarta su vlasnici državnih etalona.

Odjelske verifikacione karte i lokalne verifikacione karte su predstavljene u obliku crteža.

Državne kalibracione karte utvrđuju Državni standard Ruske Federacije, a lokalne kalibracione karte utvrđuju metrološke službe ili rukovodioci preduzeća.

Šema verifikacije odobrava postupak prenošenja veličine mjernih jedinica jedne ili više fizičkih veličina iz državnih etalona u radne mjerne instrumente. Verifikacioni grafikon treba da sadrži najmanje dve faze prenosa veličine mernih jedinica.

Crteži koji predstavljaju dijagram verifikacije moraju pokazati:

1) nazive mjernih instrumenata;

2) nazive metoda verifikacije;

3) nazivne vrednosti fizičkih veličina;

4) opsege nazivnih vrednosti fizičkih veličina;

5) dozvoljene vrednosti grešaka mernih instrumenata;

6) dozvoljene vrednosti grešaka metoda verifikacije.

22. Pravni osnov za metrološku podršku. Glavne odredbe Zakona Ruske Federacije "O osiguravanju ujednačenosti mjerenja"

Jedinstvo mjerenja Karakteristika je mjernog procesa, što znači da su rezultati mjerenja izraženi u utvrđenim i zakonom prihvaćenim mjernim jedinicama i procjena tačnosti mjerenja ima odgovarajući nivo pouzdanosti.

Glavni principi uniformnosti mjerenja:

1) određivanje fizičkih veličina uz obaveznu upotrebu državnih etalona;

2) korišćenje zakonom odobrenih merila koja su pod državnom kontrolom i sa veličinama mernih jedinica prenetih direktno iz državnih etalona;

3) korišćenje samo zakonom odobrenih mernih jedinica fizičkih veličina;

4) obezbeđivanje obavezne sistematske kontrole karakteristika mernih instrumenata koji se koriste u određenim intervalima;

5) obezbeđivanje zahtevane garantovane tačnosti merenja pri korišćenju baždarenih (verifikovanih) mernih instrumenata i utvrđenih mernih postupaka;

6) korišćenje dobijenih rezultata merenja uz obavezan uslov procene greške ovih rezultata sa određenom verovatnoćom;

7) obezbjeđivanje kontrole usklađenosti mjerila sa metrološkim pravilima i karakteristikama;

8) vršenje državnog i resornog nadzora nad mjernim instrumentima.

Zakon RF "O obezbeđivanju ujednačenosti merenja" usvojen je 1993. Pre donošenja ovog zakona, norme u oblasti metrologije nisu bile regulisane zakonom.dužnosti državne metrološke kontrole i državnog metrološkog nadzora, nova pravila o kalibraciji uspostavljena, uveden je koncept dobrovoljnog certificiranja mjerila.

Osnovne odredbe.

Prije svega, svrhe zakona su sljedeće:

1) zaštita zakonskih prava i interesa građana Ruske Federacije, zakona i reda i privrede Ruske Federacije od mogućih negativnih posledica izazvanih nepouzdanim i netačnim rezultatima merenja;

2) pomoć u razvoju nauke, tehnologije i ekonomije regulisanjem upotrebe državnih etalona jedinica veličina i primenom rezultata merenja sa garantovanom tačnošću. Rezultati mjerenja trebaju biti izraženi u mjernim jedinicama specifičnim za zemlju;

3) podsticanje razvoja i jačanja međunarodnih i međufirmskih odnosa i veza;

4) uređenje uslova za proizvodnju, puštanje u promet, upotrebu, popravku, prodaju i uvoz merila koje proizvode pravna i fizička lica;

5) integracija mjernog sistema Ruske Federacije u svjetsku praksu.

Oblasti primjene Zakona: trgovina; zdravstvena zaštita; zaštita životne sredine; privredna i spoljnoekonomska aktivnost; neke oblasti proizvodnje koje se odnose na etaloniranje (verifikaciju) mjerila od strane metroloških službi koje pripadaju pravnim licima, koje se obavljaju korištenjem etalona podređenih državnim etalonima jedinica veličina.

Osnovni koncepti su zakonski odobreni u Zakonu:

1) ujednačenost mjerenja;

2) mjerni instrument;

3) standardnu ​​jedinicu količine;

4) državni etalon jedinice veličine;

5) regulatorna dokumenta za obezbeđivanje ujednačenosti merenja;

6) metrološka služba;

7) metrološku kontrolu;

8) metrološki nadzor;

9) etaloniranje mjernih instrumenata;

10) sertifikat o kalibraciji.

Sve definicije usvojene u Zakonu zasnovane su na zvaničnoj terminologiji Međunarodne organizacije za zakonsku metrologiju (OIML).

Glavni članovi zakona regulišu:

1) ustroj organizacije državnih organa za obezbeđivanje ujednačenosti merenja;

2) regulatorna dokumenta koja obezbeđuju ujednačenost merenja;

3) utvrđene mjerne jedinice fizičkih veličina i državne etalone jedinica veličina;

4) mjerni instrumenti;

5) metode mjerenja.

Zakonom se odobrava Državna mjeriteljska služba i druge službe koje se bave obezbjeđenjem ujednačenosti mjerenja, metrološke službe državnih organa i oblici državne metrološke kontrole i nadzora.

Zakon definiše vrste odgovornosti za kršenje zakona.

Zakonom se utvrđuje sastav i ovlaštenja Državne mjeriteljske službe.

U skladu sa Zakonom, formiran je institut za licenciranje metrološke djelatnosti radi zaštite legitimnih prava potrošača. Samo organi Državne metrološke službe imaju pravo da izdaju dozvolu.

Uspostavljene su nove vrste državnog metrološkog nadzora:

1) za iznos otuđene robe;

2) broj robe u pakovanju u procesu njenog pakovanja i prodaje.

U skladu sa odredbama Zakona povećava se obim državne metrološke kontrole. Dodao je bankarsko poslovanje, poštansko poslovanje, porezno poslovanje, carinsko poslovanje, obaveznu certifikaciju proizvoda.

U skladu sa Zakonom, uvodi se sistem sertifikacije mjerila na dobrovoljnom principu, kojim se mjerila provjeravaju na usklađenost sa metrološkim pravilima i zahtjevima ruskog sistema etaloniranja mjerila.

23. Metrološka služba u Rusiji

Državna metrološka služba Ruske Federacije (GMS) je udruženje državnih metroloških tela i koordinira aktivnosti na obezbeđivanju jednoobraznosti merenja. Postoje sljedeće metrološke službe:

1) Državna metrološka služba;

2) Državna služba za vrijeme i frekvenciju i određivanje parametara Zemljine rotacije;

3) Državna služba referentnih materijala sastava i svojstava supstanci i materijala;

4) Državna služba standardnih referentnih podataka o fizičkim konstantama i svojstvima supstanci i materijala;

5) metrološke službe državnih organa Ruske Federacije;

6) metrološke službe pravnih lica. Sve gore navedene službe nadgleda Državni komitet Ruske Federacije za standardizaciju i mjeriteljstvo (Gosstandart Rusije).

Državna metrološka služba sadrži:

1) državni naučni metrološki centri (GNMC);

2) tijela SMS-a na teritoriji konstitutivnih entiteta Ruske Federacije. Državna mjeriteljska služba također uključuje centre državnih etalona, ​​specijalizirane za različite jedinice mjerenja fizičkih veličina.

Državna služba za vrijeme i frekvenciju i određivanje parametara Zemljine rotacije (GSPF) bavi se osiguranjem ujednačenosti mjerenja vremena, frekvencije i određivanja parametara Zemljine rotacije na međuregionalnom i međugranskom nivou. GSPH mjerne informacije koriste službe navigacije i kontrole aviona, brodova i satelita, Jedinstveni energetski sistem itd.

Državna služba za sertifikovane referentne materijale sastava i svojstava supstanci i materijala (SSSO) bavi se kreiranjem i primenom sistema referentnih materijala za sastav i svojstva supstanci i materijala. Koncept materijala uključuje:

1) metali i legure;

2) derivate nafte;

3) lekovi itd.

GSSO se takođe bavi razvojem instrumenata dizajniranih za upoređivanje karakteristika referentnih materijala i karakteristika supstanci i materijala koje proizvode različite vrste preduzeća (poljoprivredna, industrijska, itd.) kako bi se obezbedila kontrola.

Državna služba za standardne referentne podatke o fizičkim konstantama i svojstvima supstanci i materijala (GSSSD) bavi se razvojem tačnih i pouzdanih podataka o fizičkim konstantama, svojstvima supstanci i materijala (mineralne sirovine, nafta, gas, itd.) . Informacije o GSSSD mjerenju koriste različite organizacije uključene u dizajn tehničkih proizvoda sa povećanim zahtjevima za preciznošću. GSSSD objavljuje referentne podatke dogovorene sa međunarodnim metrološkim organizacijama.

Metrološke službe državnih organa Ruske Federacije i metrološke službe pravnih lica mogu se osnivati ​​u ministarstvima, u preduzećima, u institucijama registrovanim kao pravno lice, radi obavljanja različitih vrsta poslova na obezbeđivanju ujednačenosti i ispravne tačnosti podataka. mjerenja, kako bi se osigurala metrološka kontrola i nadzor.

24. Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja

Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja stvoren je kako bi se osigurala ujednačenost mjerenja unutar zemlje. Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja implementira, koordinira i upravlja Državnim standardom Ruske Federacije. Gosstandart Ruske Federacije je državni izvršni organ u oblasti mjeriteljstva.

Sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja obavlja sljedeće zadatke:

1) obezbeđuje zaštitu prava i zakonom utvrđenih interesa građana;

2) obezbeđuje zaštitu odobrenog pravnog poretka;

3) obezbjeđuje zaštitu privrede.

Sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja obavlja ove zadatke otklanjanjem negativnih posljedica netačnih i netačnih mjerenja u svim sferama ljudskog i društvenog života koristeći ustavne norme, regulatorne dokumente i uredbe Vlade Ruske Federacije.

Sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja radi u skladu sa:

1) Ustav Ruske Federacije;

2) Zakon Ruske Federacije "O obezbjeđivanju jednoobraznosti mjerenja";

3) Uredba Vlade Ruske Federacije „O organizaciji rada na standardizaciji, obezbeđivanju jednoobraznosti merenja, sertifikaciji proizvoda i usluga“;

4) GOST R 8.000-2000 "Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja".

Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja uključuje:

1) pravni podsistem;

2) tehnički podsistem;

3) organizacioni podsistem.

Glavni zadaci Državnog sistema za osiguranje ujednačenosti mjerenja su:

1) odobravanje efikasnih načina koordinacije aktivnosti u oblasti obezbjeđivanja jednoobraznosti mjerenja;

2) obezbeđivanje istraživačkih aktivnosti u cilju razvijanja preciznijih i savršenijih metoda i metoda za reprodukciju mernih jedinica fizičkih veličina i prenošenje njihovih veličina sa državnih etalona na radne merne instrumente;

3) davanje saglasnosti na sistem mernih jedinica fizičkih veličina dozvoljenih za upotrebu;

4) uspostavljanje mernih skala dozvoljenih za upotrebu;

5) usvajanje osnovnih pojmova metrologije, regulisanje korišćenih pojmova;

6) odobravanje sistema državnih standarda;

7) izradu i unapređenje državnih standarda;

8) usvajanje metoda i pravila za prenošenje veličina mernih jedinica fizičkih veličina sa državnih etalona na radna merila;

9) vršenje etaloniranja (overavanja) i atestiranja merila koja nisu obuhvaćena delokrugom državne metrološke kontrole i nadzora;

10) sprovođenje informacione pokrivenosti sistema za obezbeđivanje ujednačenosti merenja;

11) unapređenje državnog sistema za obezbeđivanje ujednačenosti merenja.

Pravni podsistem Je skup međusobno povezanih akata (odobrenih zakonom i podzakonskim aktima) koji imaju iste ciljeve i odobravaju ugovorene zahtjeve za određene, međusobno povezane objekte sistema za obezbjeđivanje jednoobraznosti mjerenja.

Tehnički podsistem je set od:

1) međunarodni standardi;

2) državni standardi;

3) etalone mjernih jedinica fizičkih veličina;

4) etalone mjernih skala;

5) standardne uzorke sastava i svojstava supstanci i materijala;

6) standardne referentne podatke o fizičkim konstantama i svojstvima supstanci i materijala;

7) mjerne instrumente i druge uređaje koji se koriste za metrološku kontrolu;

8) zgrade i prostorije projektovane posebno za merenja visoke preciznosti;

9) istraživačke laboratorije;

10) kalibracione laboratorije.

Organizacioni podsistem obuhvata metrološke službe.

25. Državna mjeriteljska kontrola i nadzor

Državnu metrološku kontrolu i nadzor (GMKiN) obezbjeđuje Državna mjeriteljska služba radi provjere usklađenosti sa zakonskim mjeriteljskim normama odobrenim Zakonom Ruske Federacije „O osiguravanju ujednačenosti mjerenja“, državnim standardima i drugim regulatornim dokumentima.

Državna mjeriteljska kontrola i nadzor odnosi se na:

1) merni instrumenti;

2) standarde količina;

3) metode vršenja mjerenja;

4) kvalitet robe i drugih predmeta odobren zakonskom metrologijom.

Djelokrug državne metrološke kontrole i nadzora obuhvata:

1) zdravstvena zaštita;

2) veterinarska praksa;

3) zaštitu životne sredine;

4) trgovina;

5) obračuni između privrednih subjekata;

6) računovodstvene poslove koje sprovodi država;

7) odbrambena sposobnost države;

8) geodetski radovi;

9) hidrometeorološke poslove;

10) bankarski poslovi;

11) poreske transakcije;

12) carinski poslovi;

13) poštanski promet;

14) proizvodi čija se isporuka vrši po ugovoru sa državom;

15) inspekciju i kontrolu kvaliteta proizvoda na usaglašenost sa obaveznim zahtevima državnih standarda Ruske Federacije;

16) merenja koja se vrše na zahtev organa pravosuđa, tužilaštva i drugih državnih organa;

17) registraciju sportskih rekorda u nacionalnom i međunarodnom obimu.

Treba napomenuti da nepreciznosti i nepreciznosti u mjerenjima u neproizvodnim područjima kao što je zdravstvena zaštita mogu imati ozbiljne posljedice i sigurnosne rizike. Netačnost i nepouzdanost mjerenja u oblasti trgovine i bankarstva, na primjer, može uzrokovati ogromne finansijske gubitke kako za pojedinačne građane tako i za državu.

Predmet državne metrološke kontrole i nadzora mogu biti, na primjer, sljedeći mjerni instrumenti:

1) uređaji za merenje krvnog pritiska;

2) medicinski termometri;

3) uređaji za određivanje nivoa zračenja;

4) uređaji za određivanje koncentracije ugljen monoksida u izduvnim gasovima automobila;

5) mjerni instrumenti namijenjeni kontroli kvaliteta robe.

Zakon Ruske Federacije utvrđuje tri vrste državne metrološke kontrole i tri vrste državnog metrološkog nadzora.

Vrste državne metrološke kontrole:

1) određivanje vrste merila;

2) ovjeravanje mjernih instrumenata;

3) licenciranje pravnih i fizičkih lica koja se bave proizvodnjom i popravkom merila. Vrste državnog metrološkog nadzora:

1) za izradu, stanje i rad mjernih instrumenata, sertifikovane metode vršenja mjerenja, etalone jedinica fizičkih veličina, usklađenost sa metrološkim pravilima i normativima;

2) za količinu robe koja se otuđuje u obavljanju trgovinskih poslova;

3) za broj robe upakovane u pakete bilo koje vrste, u procesu njenog pakovanja i prodaje.