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INTRODUZIONE

L'intera storia dell'umanità è stata accompagnata e accompagnata dall'uso delle misurazioni: senza di esse, nessuna scoperta o invenzione scientifica è possibile. M.V. Lomonosov ha scritto: "Attraverso la geometria per misurare, attraverso la meccanica per appendere, attraverso l'ottica per guardare fuori". Le misurazioni sono la fonte della nostra conoscenza scientifica. "In fisica, c'è solo ciò che può essere misurato" (Max Planck).

La produzione industriale è accompagnata da un largo numero tutti i tipi di misurazioni. Mediante misurazioni si determina la conformità delle parti fabbricate e dei prodotti in genere ai requisiti documentazione di progettazione... Si stima che la quota del costo delle apparecchiature di misurazione sia almeno il 15% del costo delle apparecchiature nell'ingegneria meccanica e oltre il 25% - nell'elettronica radio, nella costruzione di aeromobili, nella chimica e in alcuni altri settori.

Il miglioramento della qualità del prodotto è in gran parte dovuto al modo in cui è organizzato il servizio di misurazione dell'impresa. È impossibile gestire questo o quel processo senza monitorarne gli indicatori.

Il miglioramento delle tecniche di misurazione, che si manifesta in un aumento dell'accuratezza delle misurazioni e nella creazione di nuovi metodi e strumenti, contribuisce a nuovi progressi nella scienza.

Quindi, ad esempio, un aumento della precisione di pesatura di una cifra ha portato alla scoperta nel 1892-1984. nuovo gas argon, che non era stato rilevato prima a causa di misurazioni imprecise. L'introduzione del microscopio nella pratica sperimentale ha creato opportunità eccezionali per lo studio dei microrganismi e ha portato alla creazione della microbiologia. Spesso la necessità di studiare determinati fenomeni rende necessaria la realizzazione di nuove e più avanzate apparecchiature. Le nuove scoperte scientifiche, a loro volta, portano al miglioramento delle tecniche di misurazione, nonché alla creazione di nuovi dispositivi.

Primi tentativi di ricerca quantitativa fenomeni elettrici in natura ha richiesto la creazione di strumenti di misura speciali per questo scopo. Già nel 1744 M.I. Lomonosov ha espresso la straordinaria idea che "l'elettricità può essere pesata". A tal fine egli, insieme a G.V. Richman ha creato il primo dispositivo di misurazione elettrico al mondo: "puntatore forza elettrica", che aveva un puntatore e una scala.

Successivamente, con lo sviluppo della teoria dell'elettricità, sono state scoperte nuove leggi, sulla base delle quali sono stati sviluppati nuovi metodi e strumenti di misurazione, e la pratica di misurazione è stata migliorata.

Prima dell'apertura di radio A.S. Popov, la dimensione sviluppata solo in zona corrente continua e bassa frequenza. Ma già nel 1905 A.S. Popov ha proposto un ponte differenziale per misurare piccole capacità, che è stato utilizzato per tenere conto dell'influenza del sartiame sul funzionamento delle antenne delle navi. Nello stesso anno, in una riunione del dipartimento di fisica della Russian Physicochemical Society, fece una relazione "Sulla determinazione della lunghezza d'onda e del periodo delle oscillazioni", in cui riferiva sul misuratore di onde risonanti da lui inventato.

Con l'avvento degli strumenti di misura e lo sviluppo dei metodi di misura, sorse nuova area scienze - metrologia - come scienza delle misurazioni precise.

Un grande contributo allo sviluppo della metrologia domestica è stato dato da D.I. Mendeleev, che nel 1893 diresse la Camera principale dei pesi e delle misure, i cui compiti includevano non solo l'archiviazione degli standard e la verifica degli strumenti di misura che li utilizzavano, ma anche la ricerca scientifica nel campo della metrologia. Iniziarono a essere create camere di calibrazione locali.

Accademico M.V. Shuleikin, che nel 1013 organizzò il primo laboratorio di fabbrica per la produzione di strumenti di misura radio. Un grande contributo allo sviluppo delle misurazioni radio è stato dato dall'accademico L.I. Mandelstam, che all'inizio del XX secolo creò un prototipo di un moderno oscilloscopio elettronico.

La base teorica delle misurazioni è la metrologia: la scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi per garantire la loro unità e i modi per ottenere l'accuratezza richiesta.

Il concetto di "misura" si trova in scienze varie(matematica, fisica, chimica, psicologia, economia, ecc.), ma in ciascuna di esse può essere interpretata in modi diversi. In questo Guida allo studio vengono considerati solo i problemi relativi alle misure di grandezze fisiche nel campo della radioelettronica.

Questi includono:

· Misura di parametri di parti o elementi che compongono l'oggetto misurato;

· Misurazione delle modalità delle singole parti, degli assiemi e dell'intero oggetto misurato;

· Graduazione o verifica della graduazione delle scale dei vari dispositivi;

· Rimozione delle caratteristiche che determinano le proprietà di dispositivi e dispositivi;

Determinazione delle distorsioni dei segnali al loro passaggio vari dispositivi;

· Misura dei parametri dei segnali modulati;

· Misura dell'intensità dei campi elettromagnetici, sia utili che interferenti;

· Individuazione di guasti nelle apparecchiature radio e determinazione della loro natura.

Inoltre, ciò può includere errori di misurazione, metodi di contabilizzazione e riduzione e valutazione dei risultati di misurazione.

1. TERMINI E DEFINIZIONI FONDAMENTALI NEL CAMPO DELLA METROLOGIA

In qualsiasi scienza, l'interpretazione arbitraria dei termini utilizzati è inaccettabile. La terminologia nel campo della metrologia è regolata da GOST 16263-70 "Combustibili e lubrificanti. Metrologia. Termini e definizioni". Per ogni concetto viene stabilito un termine standardizzato, a cui viene data una definizione appropriata.

La metrologia è la scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi della loro unità e dei modi per ottenere la precisione richiesta. A questo proposito, i principali compiti della metrologia possono essere formulati: domande teoriche garantire l'uniformità delle misurazioni e ottenere la precisione richiesta; istituzione regole vincolanti, requisiti e disposizioni organizzative finalizzati al raggiungimento di questi obiettivi.

Distinguere tra metrologia teorica e legale.

La metrologia teorica include lo sviluppo e il miglioramento di fondamenti teorici misurazioni e tecnologia di misurazione, basi scientifiche per garantire l'uniformità delle misurazioni nel paese. Include i seguenti problemi principali:

sviluppo della teoria generale delle misurazioni e della teoria degli errori, compresa la creazione di nuovi metodi di misurazione e lo sviluppo di metodi per eliminare o ridurre gli errori;

· Creazione e miglioramento di sistemi di unità di grandezze fisiche;

· Creazione e miglioramento del sistema degli standard;

· Creazione e miglioramento di basi scientifiche per il trasferimento di grandezze di unità di grandezze fisiche da standard a strumenti di misura funzionanti.

La metrologia legale è una sezione della metrologia che include complessi di interconnessioni e interdipendenze regole generali, prescrizioni e norme, nonché altre questioni che richiedono regolamentazione e controllo da parte dello Stato, volte ad assicurare l'uniformità delle misurazioni e l'uniformità degli strumenti di misura. I suoi compiti principali:

Creazione e miglioramento del sistema norme statali che stabiliscono le regole, i requisiti e le norme che determinano l'organizzazione e la metodologia per lo svolgimento del lavoro per garantire l'uniformità e l'accuratezza delle misurazioni;

· Organizzazione e funzionamento del servizio civile competente.

Lo scopo della misurazione è determinare la dimensione della quantità e il risultato della misurazione deve essere espresso come numero.

Una possibile descrizione operativa del termine "misura", coerente con la nostra intuizione, è: "La misura è la ricezione di informazioni". Uno degli aspetti più essenziali della misurazione è la raccolta di informazioni. Ciò significa che il risultato della misurazione dovrebbe descrivere lo stato o il fenomeno nel mondo che ci circonda, che stiamo misurando. Mentre l'acquisizione di informazioni è ovvia, è solo necessario ma non sufficiente definire una misura: quando qualcuno legge un libro di testo, accumula informazioni, ma non effettua misurazioni. Il secondo aspetto della misurazione è che deve essere selettiva. Può fornirci informazioni solo su ciò che vogliamo misurare (sul valore misurato) ma non dice nulla su nessuno dei tanti altri stati o fenomeni che ci circondano. Il terzo aspetto è che la misurazione deve essere oggettiva. Il risultato della misurazione non dovrebbe dipendere dall'osservatore. Qualsiasi osservatore dovrebbe estrarre le stesse informazioni dalle misurazioni e giungere alle stesse conclusioni.

La misurazione è un insieme di operazioni per l'utilizzo di un mezzo tecnico di memorizzazione di un'unità di una grandezza fisica, che consiste nel confrontare (esplicitamente o implicitamente) una grandezza misurata con la sua unità al fine di ottenere il valore di tale grandezza (o informazioni su di essa ) nella forma più comoda per l'uso.

Una grandezza fisica è una caratteristica di una delle proprietà di un oggetto fisico, che è qualitativamente comune a molti oggetti fisici ( sistemi fisici, i loro stati e processi che si verificano in essi), ma quantitativamente è individuale per ogni oggetto.

Il processo di misurazione consiste nel confrontare il valore misurato con una parte del suo valore, preso come unità.

Il risultato della misurazione è un numero che mostra il rapporto tra il valore misurato e l'unità di misura.

L'unità di misura è detta grandezza fisica con valore numerico"1", preso come base per il confronto con valori dello stesso tipo. Le unità di misura si suddividono in base e derivata. Per poter confrontare i risultati delle misurazioni effettuate in tempo diverso e in luoghi diversi, il sistema di unità è stabilito dalla legge (GOST 8.417-81 GSI). abbiamo accettato Sistema internazionale unità (SI), costruita su sette unità di base: metro, chilogrammo, secondo, ampere, candela, kelvin, mol. Sulla base di questi valori si formano le unità SI derivate (tabella 1.1).

Tabella 1.1 - Unità derivate SI

			m -1хkgхs-2
			m -2хkgхs-2
			m -2хkgхs-3
			m2хkgхc3хА-1
			m -2хkgхs-3хА-2
			m2хkgхs-2хА-2
			m -2xkg-1xc3xA2
			m2хkgхs-2хА-1
			m2hkghs-2xA-2
			m-2khkdkhsr
Becquerel

Nella tecnologia della comunicazione, è ampiamente utilizzata un'unità logaritmica non sistemica di decibel (DB), con l'aiuto della quale vengono determinati i valori relativi di guadagno, attenuazione, distorsione non lineare e irregolarità delle caratteristiche.

1 dB è uguale a 10 lg del rapporto di due grandezze di energia con lo stesso nome (potenza, energia) a P1 / P2 = 101/10 = 1.259. Per grandezze di "potenza" (tensione, corrente, intensità di campo) 1 dB è pari a 20 lg del loro rapporto, se U1/U2 = 101/20 = 1,22.

Per esprimere la differenza quantitativa tra le quantità omonime, viene utilizzato il concetto di dimensione di una quantità fisica - il contenuto quantitativo in questo oggetto proprietà corrispondenti al concetto di "quantità fisica". La dimensione di una quantità esiste oggettivamente, indipendentemente dal fatto che la si sappia o meno, che la si possa misurare o meno.

La dimensione di una grandezza fisica è un'espressione sotto forma di un monomio di potenza composto dai prodotti dei simboli delle grandezze fisiche di base in vari gradi e che riflette il rapporto di una data grandezza fisica con le grandezze fisiche adottate in questo sistema di grandezze come fondamentali , e con un coefficiente di proporzionalità pari a uno.

Non tutte le grandezze fisiche possono essere misurate, poiché non tutte le grandezze fisiche consentono il confronto dei suoi valori. Una quantità misurabile non può che essere tale, dalla cui definizione derivano i concetti di "più" e "meno" e la possibilità di confrontare i valori. Ovviamente il valore misurato può assumere il valore "0".

La maggior parte delle grandezze fisiche soddisfa questi requisiti. Ad esempio, massa, lunghezza, induttanza, resistenza, ecc. Ma un valore come la durezza richiede una definizione speciale affinché la misurazione sia possibile. Infatti, se giudichiamo la durezza dal fatto che diamante, corindone, topazio, quarzo, feldspato, ecc., lasciano costantemente graffi sull'oggetto di prova, come è consuetudine in mineralogia, allora tale definizione di durezza non contiene elementi necessari per prendere la misura. Ma la definizione di Brinell, secondo la quale la durezza è stimata dal diametro della depressione nell'oggetto in prova, ottenuta in determinate condizioni, soddisfa già i requisiti di misurabilità.

Il valore zero per alcuni casi è condizionale. Ad esempio, quando si misura il grado di riscaldamento dei corpi, siamo costretti a concordare il "punto di riferimento" ( valore zero) e, in sostanza, misurare non la temperatura corporea, ma solo l'intervallo di temperatura condizionale, la differenza di temperatura.

La definizione di cui sopra di un processo di misurazione presuppone che un'unità di misura sia un collegamento indispensabile in questo processo.

Tutto quanto sopra presuppone la legittimità della terminologia accettata e l'esistenza associata di concetti quali l'unità delle misure e l'uniformità degli strumenti di misura.

L'unità di misura è uno stato di misure in cui i loro risultati sono espressi in unità legalizzate e gli errori di misura sono noti con una data probabilità.

Uniformità degli strumenti di misura - lo stato degli strumenti di misura, caratterizzato dal fatto che sono graduati in unità legalizzate e le loro proprietà metrologiche sono conformi agli standard.

Per l'organizzazione di garantire l'uniformità delle misurazioni e l'uniformità degli strumenti di misura, è stato creato un servizio metrologico nel paese.

Il servizio metrologico è una rete di enti statali e dipartimentali e le loro attività volte a garantire l'uniformità delle misurazioni e l'uniformità degli strumenti di misura nel paese. Questi organismi controllano lo stato degli strumenti di misura e assicurano il trasferimento delle dimensioni delle unità di grandezze fisiche dagli standard agli strumenti di misura funzionanti.

Qualsiasi misurazione deve essere considerata preliminarmente, deve essere redatto un piano di misurazione. A questo proposito, nella teoria delle misurazioni, viene introdotto un concetto come tecnica di misurazione.

Tecnica di misurazione: un programma dettagliato del processo di misurazione per lo schema e l'insieme di strumenti selezionati, comprese regole, sequenza di operazioni, numero di misurazioni, ecc. Rispetto allo stesso schema di misura e ad un dato insieme di apparecchiature, sono possibili diverse tecniche, e viceversa, per effettuare misurazioni secondo una tecnica, si può usare vari schemi misurazioni e attrezzature.

Nel processo di misurazione o impostazione dei parametri delle sorgenti di segnale, l'operatore effettua letture o letture.

Il conto alla rovescia è il numero indicato dall'indicatore del dispositivo. Nei comparatori, il conteggio è il numero scritto alla divisione della scala su cui è impostata la freccia; in digitale - il numero osservato sul pannello frontale sotto forma di cifre luminose; a volte il conteggio è il numero scritto nella divisione del quadrante di fronte all'attaccatura dei capelli.

L'indicazione è una grandezza fisica corrispondente alla lettura. La lettura si ottiene moltiplicando la lettura per un fattore di conversione.

Ad esempio, se la lettura sulla scala del voltmetro è 20 V, l'interruttore "Moltiplicatore" è impostato contro il segno 0,1, quindi la lettura dello strumento sarà 2 V.

2. CLASSIFICAZIONE DELLE MISURE

Le informazioni ottenute nel corso delle misurazioni sono chiamate informazioni di misurazione.

Secondo il metodo per ottenere informazioni di misurazione, le misurazioni sono suddivise in dirette, indirette, aggregate e congiunte.

La misurazione diretta è una misurazione in cui il valore desiderato di una grandezza fisica si trova direttamente dai dati sperimentali (ad esempio, misurando la forza attuale con un amperometro). Matematicamente, le misurazioni dirette possono essere scritte con la formula elementare

dove Q è il valore cercato (vero) della grandezza fisica;

X è il valore di una grandezza fisica trovata misurandola e chiamata risultato della misurazione.

La misurazione indiretta è una misurazione in cui si trova il valore desiderato di una grandezza sulla base di una relazione nota tra tale grandezza e le grandezze soggette a misurazioni dirette. Le misurazioni indirette sono espresse dalla seguente formula:

Q = F (X1 X2, ... Xm) (2,2)

dove X1 X2, ... Xm sono i risultati di misurazioni dirette di grandezze relative al noto dipendenza funzionale F con il valore desiderato della quantità misurata Q (ad esempio, quando si misura la resistenza con il metodo amperometro-voltmetro, i risultati delle misurazioni dirette sono tensione e corrente e il risultato delle misurazioni indirette sarà la resistenza trovata secondo la legge di Ohm) .

Misurazioni aggregate: misurazioni simultanee di più quantità con lo stesso nome, in cui i valori delle quantità ricercati sono determinati risolvendo un sistema di equazioni ottenute da misurazioni dirette varie combinazioni queste quantità (ad esempio, determinando la massa dei singoli pesi impostati dalla massa nota di uno di essi).

Misurazioni congiunte: misurazioni simultanee di due o più quantità non identiche per determinare la relazione tra loro (ad esempio, prendendo la caratteristica corrente-tensione di un diodo).

Le misurazioni aggregate si basano su equazioni ben note che riflettono una combinazione arbitraria di quantità e le misurazioni congiunte si basano su equazioni che riflettono l'esistenza di una relazione tra le quantità misurate.

Se il valore misurato rimane costante durante la misurazione, le misurazioni sono chiamate statiche, se cambia - dinamiche. Le misurazioni dinamiche possono essere continue (se i mezzi tecnici consentono di monitorare continuamente i valori del valore misurato) e discrete (se i valori del valore misurato sono registrati solo in momenti isolati volta).

Secondo il modo di esprimere i risultati, le misurazioni sono suddivise in assolute e relative.

La misurazione assoluta è una misurazione basata su misurazioni dirette di una o più quantità di base e (o) l'uso dei valori delle costanti fisiche. Il risultato della misurazione è espresso direttamente in unità di una grandezza fisica.

La misura relativa è una misura del rapporto tra una grandezza e una grandezza omonima, che svolge il ruolo di unità, o una variazione di grandezza rispetto a una grandezza omonima, presa come quella originaria (ad esempio , determinando il guadagno come rapporto tra le tensioni all'ingresso e all'uscita di un dispositivo). Il valore ottenuto come risultato delle misurazioni relative può essere adimensionale o espresso in unità logaritmiche relative (bel, ottava, decade) e altre unità relative.

A seconda delle condizioni che determinano l'accuratezza del risultato, le misurazioni sono suddivise in tre classi:

uno). misurare la massima precisione possibile ottenibile con l'attuale stato dell'arte:

· Riferimento (si ottiene la massima accuratezza possibile di riproduzione della dimensione di una grandezza fisica);

· Misure di costanti fisiche;

· Astronomico;

2). misurazioni di controllo e verifica - misurazioni, il cui errore non deve superare un certo valore impostato... Per tali misurazioni vengono utilizzati strumenti di misura esemplari e le misurazioni stesse vengono eseguite in laboratori speciali;

3). misurazioni tecniche (funzionanti) - misurazioni in cui l'errore del risultato della misurazione è determinato dalle caratteristiche dello strumento di misurazione. Gli strumenti di misura utilizzati per questo scopo sono chiamati lavoratori.

A loro volta, le misurazioni tecniche sono suddivise in quelle operative, utilizzate per controllare le apparecchiature operative ed eseguite da strumenti di misura standard di fabbrica; produzione, eseguita in officine e che serve a misurare i parametri delle parti da cui vengono assemblati gli assiemi e i blocchi di attrezzature; misure delle modalità installate in blocchi e nodi; prendendo le caratteristiche di queste unità e dell'intero dispositivo nel suo insieme; misurazioni durante l'installazione, la regolazione e la regolazione; misurazioni nei test di accettazione prodotti finiti, installazioni e oggetti ed eseguiti principalmente da strumenti di misura standard; laboratorio, prodotto a ricerca scientifica e lo sviluppo di nuovi sistemi, dispositivi e dispositivi.

3. CLASSIFICAZIONE DEGLI STRUMENTI DI MISURA

Strumento di misura - mezzi tecnici(o il loro complesso), destinati a misurazioni, aventi caratteristiche metrologiche normalizzate, che riproducono e (o) memorizzano un'unità di grandezza fisica, la cui dimensione si presume invariata (entro l'errore specificato) per un intervallo di tempo noto.

In base al loro scopo tecnico e metrologico, secondo GOST 16263-70 GSI, gli strumenti di misura sono suddivisi come segue:

Misure - strumenti di misura atti a riprodurre una grandezza fisica data dimensione;

· strumenti di misura- strumenti di misura atti ad ottenere informazioni di misura in una forma accessibile alla percezione diretta da parte di un osservatore;

· trasduttori di misura- strumenti di misura atti a generare un segnale di misura dell'informazione in una forma conveniente per la trasmissione, ulteriori trasformazioni, elaborazione e (o) memorizzazione, ma non suscettibile di percezione diretta da parte di un osservatore.

Inoltre, un insieme di diversi strumenti di misura può formare:

· Impianti di misura - un insieme di strumenti di misura situati in un luogo e funzionalmente combinati tra loro, progettati per generare un segnale di misurazione delle informazioni in una forma conveniente per la percezione diretta da parte di un osservatore;

· sistemi di misura- un insieme di strumenti di misura progettati per generare segnali di misurazione delle informazioni in una forma conveniente per elaborazione automatica, trasferire e (o) utilizzare in sistemi automatici gestione.

In base alla loro finalità metrologica, gli strumenti di misura si suddividono come segue:

Standard - strumenti di misura (o un insieme di strumenti di misura), che garantiscono la determinazione, la riproduzione e la memorizzazione di un'unità di una grandezza fisica al fine di trasferire la dimensione di un'unità di una grandezza fisica a esemplari e da questi alla misurazione funzionante strumenti e approvato come standard in ordine stabilito;

Strumenti di misura esemplari - misure, strumenti di misura o trasduttori di misura aventi alta precisione e destinati alla verifica e taratura di altri strumenti di misura secondo la procedura stabilita, approvata come esemplare;

· Lavoratori - strumenti di misura utilizzati per misurazioni non legate al trasferimento delle dimensioni delle unità.

4. CLASSIFICAZIONE DEI METODI DI MISURA

Le misurazioni si basano su determinati principi.

Principio di misura - aggregato fenomeni fisici su cui si basano le misurazioni.

Metodo di misurazione: un insieme di principi e strumenti di misurazione.

Esistono due principali metodi di misurazione: il metodo di valutazione diretta e il metodo di confronto.

Il metodo di valutazione diretta è un metodo di misurazione in cui il valore di una grandezza è determinato direttamente dal dispositivo di lettura di un dispositivo di misurazione ad azione diretta. Questo metodo è talvolta indicato come metodo di conversione diretta.

Il metodo di confronto è un metodo di misurazione in cui il valore misurato viene confrontato con il valore riprodotto dalla misura.

Il metodo di confronto può essere implementato in seguenti modifiche:

· Metodo zero (compensazione) - un metodo in cui viene portato a zero l'effetto risultante dell'influenza delle quantità sul dispositivo di confronto;

· Metodo differenziale - un metodo in cui viene formata e misurata la differenza tra il valore misurato e il valore noto, riprodotto dalla misura;

Metodo della coincidenza - un metodo in cui la differenza tra il valore misurato e il valore noto viene misurata utilizzando la coincidenza dei segni delle scale o segnali periodici;

· Metodo di opposizione - un metodo in cui le quantità misurate e note agiscono simultaneamente sul dispositivo di confronto, con l'aiuto del quale viene stabilita la relazione tra queste quantità.

A seconda del metodo di misurazione e delle proprietà degli strumenti di misura utilizzati, tutte le misurazioni possono essere eseguite con osservazioni singole o multiple.

È opportuno anche qui definire un'osservazione e un algoritmo di misurazione.

L'osservazione è una singola operazione sperimentale, il cui risultato - il risultato dell'osservazione - ha sempre un carattere casuale.

Algoritmo di misurazione: una prescrizione sull'ordine di eseguire operazioni che garantiscono la misurazione del valore desiderato di una quantità fisica.

5. CLASSIFICAZIONE DEGLI ERRORI

Qualsiasi misurazione viene sempre eseguita con qualche errore, che è causato dall'imperfezione dei metodi e degli strumenti di misura, dall'incostanza delle condizioni di osservazione, nonché dall'insufficiente esperienza dello sperimentatore o dalle peculiarità dei suoi organi di senso.

Errore di misurazione - deviazione del risultato della misurazione X dal vero valore della quantità misurata Q:? = X - Q.

Poiché il vero valore della grandezza fisica Q non è noto in pratica,

nei calcoli viene utilizzato il cosiddetto valore reale di Xd, trovato sperimentalmente e così vicino al vero da poter essere utilizzato al suo posto.

A seconda della natura della manifestazione, gli errori hanno i seguenti componenti:

Errore casuale - un errore che varia a caso quando si ripetono misurazioni della stessa quantità (ad esempio, un errore derivante dall'arrotondamento);

· Errore sistematico - un errore che rimane costante o cambia regolarmente durante misurazioni ripetute della stessa quantità (ad esempio, un errore che appare a causa di una discrepanza tra i valori effettivi e nominali della misura);

· Errore lordo - un errore che supera significativamente quello previsto nelle condizioni date.

Tutti questi errori vengono visualizzati contemporaneamente.

A seconda della natura dell'influenza sul risultato della misurazione, si distinguono i seguenti errori:

· Additivo - errori, i cui valori non dipendono dal valore del valore misurato;

· Moltiplicativo: errori, i cui valori cambiano con il cambiamento del valore misurato.

Questi errori possono essere sia sistematici che casuali allo stesso tempo.

A seconda della fonte dell'evento, gli errori sono classificati come segue:

· Metodico - errori derivanti dall'imperfezione dei metodi di misurazione e dall'elaborazione dei loro risultati. Di norma, si tratta di errori sistematici;

· Strumentale (hardware) - errori, che sono determinati dagli errori degli strumenti di misura utilizzati;

· Esterno - errori causati dalla deviazione di una o più grandezze d'influenza dai valori normali (ad esempio, temperatura, umidità, campi magnetici ed elettrici, ecc.). Questi errori sono sistematici;

· Soggettivo (personale) - errori dovuti alle caratteristiche individuali dello sperimentatore. Possono essere sistematici o casuali.

6. ERRORI DI MISURA

L'errore degli strumenti di misura è la differenza tra la lettura del dispositivo di misura e valore attuale valore misurato. Include in caso generale componenti sistematiche e casuali.

GOST 8.009-84 GSI "Caratteristiche metrologiche standardizzate degli strumenti di misura" fornisce i seguenti indicatori dell'accuratezza degli strumenti di misura:

· Limite, aspettativa matematica e deviazione standard della componente sistematica omessa dell'errore;

Il limite della deviazione standard ammissibile e funzione di autocorrelazione o la densità spettrale della componente casuale dell'errore.

Gli errori degli strumenti di misura possono essere presentati nelle seguenti forme:

Errore assoluto - la differenza tra la X misurata e il vero valore Q del valore misurato:

In questo caso, viene introdotta una modifica nel risultato della misurazione: il valore della quantità omonima con il valore misurato, aggiunto al valore della quantità ottenuta durante la misurazione per eliminare l'errore sistematico:

Errore relativo - il rapporto tra l'errore assoluto e vero significato valore misurato

Spesso nella tecnica di misurazione, usano un concetto come l'accuratezza della misurazione, una caratteristica della qualità della misurazione, che riflette la vicinanza dei loro risultati al vero valore della quantità misurata. Quantitativamente, questo è il reciproco del modulo dell'errore di misura relativo.

Errore ridotto: il rapporto tra l'errore assoluto e un valore di normalizzazione ХN

V in questo caso XN è un valore convenzionalmente accettato che può assumere significati diversi a seconda del tipo di scala. Nel caso in cui la scala del dispositivo sia uniforme e "0" sia all'inizio della scala (il caso più comune nella tecnica di misurazione), il limite di misurazione viene preso come XN.

Se "0" si trova nel mezzo di una scala uniforme, la somma dei moduli dei limiti di misurazione viene utilizzata come Xn e se la scala non ha zero (ad esempio un termometro medico), il valore di normalizzazione è preso pari alla differenza tra i moduli dei limiti di misura. La situazione è più complicata con scale non uniformi, ad es. tali scale in cui uno e lo stesso intervallo corrispondono significati diversi valore misurato. In questo caso, viene presa come valore di normalizzazione o la differenza nei moduli dei limiti delle sezioni uniformi della scala, o la lunghezza della scala in millimetri. L'ultimo caso introduce alcune difficoltà, poiché in questo caso il valore della grandezza fisica misurata deve essere ridotto alla dimensione della lunghezza.

I valori di errore sono impostati per condizioni normali, ad es. tali condizioni per l'uso di strumenti di misura, in cui i valori che influenzano il processo di misurazione hanno i valori specificati nelle norme pertinenti per gli strumenti di misura di questo tipo. Le seguenti condizioni sono generalmente accettate come normali: temperatura ambiente(20 ± 5) ° С, umidità relativa dell'aria (65 ± 15)%, Pressione atmosferica(100000 ± 4000) Pa. Il valore dell'errore è influenzato anche dalla posizione degli strumenti, dai campi elettromagnetici, dalla stabilità condizioni esterne eccetera.

L'errore insito negli strumenti di misura situati in condizioni normali, è chiamato errore di base.

La deviazione delle condizioni esterne dalla normale porta a un cambiamento negli errori, quindi si verifica un errore, che viene chiamato uno aggiuntivo.

L'errore di base dello strumento di misura viene normalizzato impostando i limiti degli errori di base e aggiuntivi consentiti, ad es. il più grande errore dello strumento di misura (senza tener conto del segno), al quale può essere riconosciuto come idoneo e approvato per l'uso. I metodi per standardizzare i limiti degli errori di misurazione consentiti sono regolati da GOST 8.009-84 GSI e GOST 8.401-80 GSI.

A seconda della natura della variazione dell'errore all'interno dell'intervallo, nonché delle condizioni di utilizzo di uno strumento di misura di questo tipo, gli errori degli strumenti di misura sono normalizzati come segue:

a) sotto forma di errore assoluto:

Per un significato

dove a = const, per un errore additivo;

Per l'errore moltiplicativo;

Tabella?N per diversi livelli(o intervalli);

b) sotto forma di errore relativo:

Un valore per errore additivo;

Il valore per l'errore moltiplicativo;

dove Xk - valore finale gamma. I valori q, c, d sono selezionati dalla serie

(1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6) х10n (6,5)

dove n = + 1,0, -1, -2, ...;

Se l'intervallo di misurazione include zero, in questo caso l'errore relativo tende all'infinito e l'errore di base dello strumento di misura viene normalizzato dall'errore ridotto

A seconda dei limiti dell'errore ammesso, tutti gli strumenti di misura sono suddivisi in classi di precisione (Tabella 6.1).

La classe di precisione di uno strumento di misura è una caratteristica generalizzata di uno strumento di misura, determinata dai limiti degli errori di base e aggiuntivi consentiti, nonché da altre proprietà di uno strumento di misura che influiscono sulla precisione, i cui valori sono fissati negli standard per alcuni tipi strumenti di misura.

Dalla serie (6.5) viene selezionato anche il valore della classe di precisione.

Il metodo di designazione della classe di precisione è determinato dalla forma di espressione dell'errore di base.

Tabella 6.1 - Esempi di designazione della classe di precisione

Pubblicato su http://www.allbest.ru/

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7 ERRORI DI MISURAZIONE SISTEMATICI

7.1 Classificazione degli errori sistematici

Gli errori sistematici sono quelli che non cambiano nel tempo o sono funzioni di determinati parametri che non cambiano nel tempo. I loro caratteristica distintiva consiste nel fatto che sono prevedibili e, quindi, quasi del tutto eliminabili introducendo opportuni emendamenti.

Errori sistematici additivi, ad esempio, possono derivare da peso estraneo sul piatto di pesata, da un'impostazione imprecisa del dispositivo su "0" prima della misurazione, da termo EMF. nei circuiti CC. Per eliminarli, i dispositivi hanno un correttore di zero. Errori moltiplicativi sistematici sono, ad esempio, un cambiamento nel guadagno di un amplificatore, un cambiamento nella rigidità di una membrana del sensore del manometro o una molla di un dispositivo o una tensione di riferimento su un voltmetro digitale.

A seconda delle ragioni dell'evento, gli errori sistematici sono suddivisi in errori strumentali, esterni, personali e di metodo.

Gli errori strumentali sono causati dai processi di invecchiamento di alcune parti dell'apparecchiatura (scarica degli alimentatori; invecchiamento di resistenze, condensatori; deformazione parti meccaniche, restringimento del nastro di carta nei registratori, ecc.). La loro particolarità è che possono essere corretti introducendo un'opportuna correzione solo in un determinato momento, per poi aumentare nuovamente in modo imprevedibile. Di conseguenza, è necessaria una ripetizione continua della correzione, tanto più frequente quanto minore dovrebbe essere il loro valore residuo.

Per la natura della manifestazione, gli errori sistematici sono divisi in costanti e variabili.

Errori sistematici permanenti nel processo di misurazione non cambiano la loro grandezza e segno, e quindi sono molto difficili da rilevare nei risultati della misurazione. Esteriormente, non si manifestano in alcun modo e possono per molto tempo Andare inosservato. L'unico modo Per evitarli è necessario calibrare il dispositivo mediante ricertificazione rispetto a misure o segnali esemplari.

Gli errori sistematici variabili cambiano monotonamente il loro valore (errori progressivi) o cambiano periodicamente (periodico: errori). Tutti gli altri tipi di errori sistematici sono generalmente chiamati errori che variano secondo una legge complessa.

La presenza di errori sistematici distorce i risultati della misurazione. La loro assenza determina la correttezza delle misurazioni (o la correttezza degli strumenti di misura).

Precisione delle misurazioni (strumenti di misura) - la qualità delle misurazioni (strumenti di misura), che riflette la vicinanza allo zero degli errori sistematici.

Il compito di garantire la correttezza delle misurazioni è la rilevazione di errori sistematici con la loro successiva compensazione totale o parziale.

7.2 Rilevamento di errori sistematici

La difficoltà principale è il rilevamento di errori sistematici e la determinazione della loro grandezza e segno. È necessario eseguire speciali ricerca sperimentale... Viene spesso utilizzato un grafico della sequenza di valori delle deviazioni casuali dei risultati dell'osservazione, contenente errori sistematici, dalla media aritmetica. L'essenza di questo esperimento è la seguente. Trova n risultati di misurazione X1, X2, ... Xn, il loro valore medio

e la deviazione dei risultati della misurazione dal loro valore medio Vi = Xi-X. Sulla base di questi dati, viene tracciato un grafico della sequenza Vi in base al numero di osservazioni. Il tipo di grafico dipende dalla natura dell'errore sistematico.

Se Vi cambia bruscamente al variare delle condizioni di osservazione (Figura 7.1), allora questi risultati contengono un errore sistematico costante, a seconda delle condizioni di osservazione. Dall'analisi del grafico risulta che i primi quattro punti sono stati ottenuti in alcune condizioni (da un dispositivo), i restanti sei in altre. Di conseguenza, alcuni dispositivi introducono un errore sistematico costante.

Se Vi diminuisce in modo monotono (Figura 7.2), ciò significa che c'è un errore sistematico decrescente progressivo nei risultati della misurazione. Questo metodo di rilevamento è adatto quando le componenti casuali dell'errore sono molto inferiori a quelle sistematiche. Inoltre, i grafici consentono solo di rilevare l'errore sistematico, senza fornire informazioni sul suo valore. La sua valutazione quantitativa si basa sui risultati di studi speciali, la cui metodologia dipende dalla natura dell'esperimento e dalle fonti di errore. Ad esempio, se la verifica del dispositivo è stata effettuata secondo una misura esemplare, allora la misurazione della differenza tra il valore medio della grandezza misurata e il valore della misura viene eseguita con una precisione determinata dall'errore della misura certificazione ed errori casuali di misurazione.

Questa sarà una componente costante dell'errore sistematico di misurazione.

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7.3 Metodi per ridurre gli errori sistematici e introdurre correzioni

7.3.1 Prima di iniziare le misurazioni, è necessario

· Impostare con attenzione gli zeri ed eseguire la calibrazione (ad esempio, calibrando la scansione dell'oscilloscopio utilizzando un calibratore di durata al quarzo);

· Verificare strumenti di misura funzionanti con determinazione del valore assoluto e segno dell'errore sistematico (correzioni);

· Riscaldare i dispositivi per il tempo specificato nelle istruzioni per l'uso;

Quando si assemblano i circuiti, utilizzare fili di collegamento corti, soprattutto quando si misura su alte frequenze;

· Posizionare correttamente i dispositivi di misurazione. Allo stesso tempo, occorre prestare attenzione all'installazione dei dispositivi nella posizione di lavoro (verticale o orizzontale, secondo la segnaletica applicata al corpo dei dispositivi) e alla posizione relativa dei dispositivi, che esclude la comunicazione tra loro attraverso un campo elettromagnetico; rimuoverli da oggetti riscaldati, forti fonti di campi elettrici e magnetici;

· Utilizzare la schermatura e il controllo della temperatura dei dispositivi.

7.3.2 Durante le misurazioni, è possibile eliminare errori sistematici o i loro singoli componenti nei seguenti modi

· Modalità di sostituzione. In questo caso il valore misurato viene sostituito da una Misura esemplare, che si trova nelle stesse condizioni del valore misurato;

· Un metodo di compensazione per un errore in un segno. In questo caso, la misurazione o la lettura del valore misurato viene eseguita due volte, in modo che l'errore, sconosciuto in grandezza, ma noto in natura, entri nel risultato con segni opposti. La metà delle letture è esente da errori sistematici. Ad esempio, possiamo dare un modo per eliminare l'errore del frequenzimetro derivante dal gioco del meccanismo di sintonizzazione, quando l'accordatura viene eseguita una volta dal lato delle divisioni più piccole della scala di riferimento e il secondo - dal lato della grandi divisioni;

· La via delle osservazioni simmetriche. Le misurazioni vengono prese in sequenza a intervalli uguali dell'argomento. Il risultato finale è il valore medio di qualsiasi coppia di osservazioni simmetriche rispetto al centro dell'intervallo di misurazione. È così che vengono spesso misurati la temperatura, il tempo, la pressione, ecc.;

· Metodo di randomizzazione, ovvero traduzione di errori sistematici in errori casuali. Siano n dispositivi dello stesso tipo con errori sistematici della stessa origine. L'errore cambia casualmente da dispositivo a dispositivo. Pertanto, è possibile effettuare misurazioni con strumenti diversi e fare la media dei risultati di misurazione.

7.3.3 Dopo le misurazioni: durante l'elaborazione dei risultati, è possibile escludere errori sistematici con valori e segni noti

Per questo, le correzioni q oi fattori di correzione vengono introdotti nei risultati dell'osservazione non corretti. I risultati della misurazione dopo aver apportato le correzioni sono chiamati corretti.

La correzione è il valore di una grandezza con lo stesso nome con il valore misurato, aggiunto al valore della grandezza ottenuta durante la misurazione per eliminare l'errore sistematico:

Il fattore di correzione è il numero per il quale viene moltiplicato il risultato della misurazione al fine di eliminare l'errore sistematico:

Va ricordato che la correzione esclude l'errore sistematico additivo e il fattore di correzione - moltiplicativo Il fattore di correzione e correzione viene determinato durante la verifica o studi speciali.

7.4 Somma degli errori sistematici non esclusi

Gli errori sistematici che rimangono nei risultati della misurazione dopo le operazioni di rilevamento, valutazione ed eliminazione sono chiamati errori sistematici non esclusi.

Quando si determina il confine dell'errore sistematico non escluso risultante, le sue singole componenti sono considerate come variabili casuali. Se è noto che la distribuzione delle componenti dell'errore sistematico non escluso è normale, allora

dove è il valore della componente non esclusa dell'errore sistematico;

m è il numero di errori sistematici non esclusi.

Se non ci sono dati sul tipo di distribuzione, allora

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Quando Рд = 0,95 coefficiente k = 1, l. A Рд = 0,99 k dipende dal numero di errori sistematici non esclusi m. Se m> 4, allora k = 1.4.

Per m ≥ 4 procedere come segue. Trova un atteggiamento

dove? "ci - il componente dell'errore sistematico, il più diverso nel suo valore dal resto;

? "Сi- è la componente dell'errore sistematico, che nel suo valore è il più vicino a?" Сi. Quindi, secondo il grafico di dipendenza di k su 1, mostrato in Figura 7.3, viene trovato il valore di k. misurazioni indirette gli errori sistematici non esclusi sono particolari errori sistematici non esclusi di misurazione indiretta:

8. DISTRIBUZIONE DEI VALORI CASUALI E LORO CARATTERISTICHE NUMERICHE

A causa del fatto che il risultato della misurazione X contiene un errore casuale, è esso stesso una variabile casuale, poiché X = Q + ?.

La caratteristica principale di any variabile casualeè la funzione di distribuzione di probabilità che stabilisce la relazione tra valori possibili variabile casuale e le probabilità del loro verificarsi in misurazioni multiple.

Esistono due forme di presentazione di una variabile casuale: integrale e differenziale.

La funzione integrale della distribuzione dei risultati dell'osservazione è una funzione. F (X) è la probabilità che il risultato dell'osservazione sia inferiore a un certo valore corrente x: F (X) = P (X

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La proprietà principale di questa funzione è la seguente: la probabilità che una variabile casuale assuma valori nell'intervallo (x1 x2) è uguale alla differenza tra i valori della funzione agli estremi dell'intervallo: P (xi

Se x2-x1 =? X allora gli stessi incrementi? X corrispondono a valori diversi dell'incremento di probabilità? F (x). Allora la densità di probabilità della variabile casuale, o densità di probabilità, avrà la seguente forma:

Questa è una rappresentazione differenziale di F (x). In forma integrale

La probabilità che una variabile casuale rientri nell'intervallo (x1 x2) sarà uguale all'integrale della densità di distribuzione di probabilità:

Poiché? = X-Q, allora il passaggio dalle leggi della distribuzione di probabilità dei risultati dell'osservazione alle leggi della distribuzione di probabilità degli errori si riduce alla sostituzione di x con? nelle formule precedenti.

impostazione della misurazione dell'errore

9. ERRORI DI MISURAZIONE CASUALI

9.1 Fonti di errore casuale

Gli errori che non sono definiti nella loro grandezza e natura sono chiamati casuali, nella cui apparenza non si osserva alcuna regolarità.

Errori casuali vengono rilevati durante misurazioni ripetute del valore desiderato, poiché i risultati delle misurazioni individuali differiscono l'uno dall'altro anche in quei casi in cui le misurazioni ripetute vengono eseguite con la stessa attenzione e, sembrerebbe, nelle stesse condizioni. In altre parole, gli errori casuali sono inevitabili, e quindi il valore effettivo di Xd si trova con una certa approssimazione. Gli errori casuali includono, ad esempio, errori di lettura dovuti alla parallasse (in dispositivi non dotati di scala a specchio). A seconda della posizione dell'occhio dell'osservatore, l'estremità della freccia sembra trovarsi sopra un punto particolare della scala, ad es. la lettura effettiva ottenuta dipende dalla posizione dell'occhio (figura 9.1).

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La lettura corretta va considerata il punto della scala su cui viene proiettata la freccia, purché la linea di mira (dalla pupilla alla freccia) sia perpendicolare al piano della scala. Di conseguenza, la lettura viene fatta nel punto a ", spostato di una certa quantità rispetto al vero punto a. In quale direzione e quale valore avrà la parallasse dipende dal caso. Ma quanto grande è in media l'errore dipende dalla progettazione del dispositivo: minore è il rapporto di distanza h tra l'indice e la scala rispetto alla larghezza totale della scala, minore sarà in media l'errore. Pertanto, il progettista deve tenerne conto in anticipo e adottare misure costruttive per ridurlo a un valore accettabile.

L'errore oculare che si verifica quando si determina la frazione di divisione per occhio appartiene anche a quello casuale. Durante la progettazione, di solito si ritiene che una persona con l'abilità necessaria si sbagli a contare a occhio per non più di 1/10 di una divisione. Ciò a condizione che la bilancia soddisfi determinati requisiti:

uno). le divisioni non sono troppo piccole - almeno 1,5 mm;

2). i tratti sono chiari, non sfocati;

3). lo spessore dei tratti e dell'attaccatura dei capelli o del filo, lo spessore dell'estremità della freccia è confortevole; di solito si consiglia uno spessore della corsa di circa 0,15 mm;

4). il colore della scala in modo che i tratti risaltino chiaramente;

5). in condizioni notturne, deve essere fornita un'illuminazione sufficiente della bilancia.

L'errore (a occhio o per parallasse), espresso in percentuale, sarà tanto minore quanto maggiore sarà la scala (cioè, minore sarà il prezzo della divisione fine).

L'errore di temperatura può anche essere citato come esempio di errore casuale, ad es. variazione delle letture del dispositivo dovuta al fatto che la temperatura ambiente differisce dalla temperatura normale alla quale è stata tarata la bilancia. Per questo dispositivo, è possibile determinare in anticipo quanto cambia la lettura con un certo aumento della temperatura. Pertanto, può essere eliminato tenendo conto dell'emendamento.

Nella maggior parte dei casi, gli errori casuali non possono essere esclusi empiricamente, ma la loro influenza sul risultato della misurazione può essere teoricamente presa in considerazione utilizzando la teoria della probabilità e la statistica matematica nell'elaborazione dei risultati della misurazione.

La distribuzione normale dell'errore casuale (distribuzione gaussiana) obbedisce all'equazione

dove è la probabilità di ottenere errori (la frequenza di occorrenza di un errore casuale).

Le funzioni di distribuzione possono essere definite in modo abbastanza completo dalle loro caratteristiche numeriche, che includono i momenti iniziali e centrali.

Il momento iniziale dell'ordine k è l'aspettativa matematica di una variabile casuale di grado k:

Nella maggior parte dei casi, il punto iniziale dell'ordine 1 è lo stesso del valore reale della quantità misurata.

Il momento centrale dell'ordine k è l'aspettativa matematica della potenza k-esima della variabile casuale centrata (cioè la differenza tra il valore della variabile casuale e la sua aspettativa matematica). Quando applicata alle misurazioni, una variabile casuale centrata sarà un errore casuale:

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

Il punto centrale del 2-ordine sarà la varianza dei risultati dell'osservazione:

Questa è la dispersione dei risultati dell'osservazione per quanto riguarda l'aspettativa matematica. Lo svantaggio di questa rappresentazione dell'errore di misura è che ha la dimensione del quadrato del valore misurato. Pertanto, in pratica, viene utilizzato il valore della deviazione standard del risultato della misurazione

A differenza dei risultati delle misurazioni, le caratteristiche numeriche della funzione di distribuzione sono deterministiche, non casuali. Pertanto, per trovare i valori esatti, è necessario effettuare un numero infinitamente grande di osservazioni. Ciò dà origine al problema di determinare i valori approssimativi ottenuti in una serie di osservazioni indipendenti. Nelle statistiche matematiche, tali valori approssimativi espressi in un numero sono chiamati stime puntuali. Qualsiasi stima puntuale calcolata sulla base di dati sperimentali è una variabile casuale che dipende dal parametro stesso e dal numero di esperimenti. La distribuzione della stima dipende dalla distribuzione della variabile casuale originale. I gradi sono classificati come segue:

· Consistenti, quando, all'aumentare del numero delle osservazioni, si avvicinano al valore del parametro stimato;

· Unbiased, se l'aspettativa matematica è uguale al parametro stimato;

· Efficace se la sua varianza è inferiore alla varianza di qualsiasi altra stima di questo parametro.

9.2 Stime puntuali delle caratteristiche numeriche del misurando

Sia un campione di n valori misurati X1 X2, ... Xn. I risultati delle misurazioni contengono solo errori casuali. È necessario trovare una stima del vero valore della quantità misurata e un parametro che caratterizzi il grado di dispersione delle osservazioni in un dato campione.

9.2.1 Stima del vero valore della grandezza misurata

Con leggi di distribuzione di probabilità simmetriche, il vero valore della quantità misurata coincide con la sua aspettativa matematica, e la stima dell'aspettativa matematica è la media aritmetica dei risultati delle singole osservazioni:

9.2.2 Stima della deviazione standard (r.m.s.) del risultato dell'osservazione

Se l'aspettativa matematica di una variabile casuale è nota, allora il valore efficace. equivale

Se l'aspettativa matematica è sconosciuta, in base ai risultati delle osservazioni del campione, è possibile trovare solo una stima dell'aspettativa matematica X. Questa sarà una stima coerente, ma distorta.

La stima imparziale sarà

9.2.3 Valutazione del valore efficace risultato della misurazione

La suddetta stima del vero valore del valore misurato X è una variabile casuale sparsa rispetto a Q.S.a. sarà simile a questo

Questo valore caratterizza la dispersione della media aritmetica X dei risultati di n osservazioni del valore misurato rispetto al suo vero valore.

9.3 Valutazione degli r.s.s. risultato della misurazione indiretta

Tutto quanto sopra si riferisce alla valutazione della s.s.o. risultato della misurazione diretta. Per valutare la s.s.o. il risultato di una misurazione indiretta si esegue come segue. Sia il risultato della misurazione una funzione di m variabili Q = F (X1, X2, .., Xm). Trova gli errori parziali del risultato della misurazione

dove le stime del r.m.s. il risultato della misurazione diretta dell'i-value.

S.k.o. il risultato di una misura indiretta si trova con la formula

dove Rij è il coefficiente di correlazione che mostra il grado di relazione statistica tra errori parziali di misurazione.

10. CLASSIFICAZIONE DEGLI STRUMENTI DI MISURA

Dell'intera varietà di metodi e strumenti di misurazione, prenderemo in considerazione solo quelli ampiamente utilizzati per misurare le caratteristiche dei segnali elettrici e dei parametri dei circuiti di ingegneria radio durante il monitoraggio delle condizioni tecniche di vari dispositivi elettronici radio. Gli strumenti di misura utilizzati a tale scopo possono essere suddivisi condizionatamente in due gruppi: strumenti di misura elettromeccanici ed elettronici.

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Caratteristiche metrologiche di base dei dispositivi di misura

Strumenti per il monitoraggio dei parametri dei processi tecnologici

La scienza si occupa di questioni della teoria delle misurazioni, dei mezzi per garantirne l'unità e dei modi per raggiungere l'accuratezza richiesta. metrologia.

La metrologia definisce la misura come un processo cognitivo, che consiste nel trovare la relazione tra il valore misurato e un altro valore convenzionalmente assunto come unità di misura. Quindi, se k è una quantità misurata, a è un'unità di misura, a t è un valore numerico di una quantità misurata nell'unità adottata, allora

k = quello. (2.1)

Questa equazione è l'equazione di misurazione di base.

Nella teoria delle misure ci sono: misure dirette, indirette, aggregate e congiunte.

Misure dirette, caratterizzato dall'uguaglianza (2.1), consistono nel confronto diretto della quantità misurata con un'unità di misura utilizzando una misura o un dispositivo di misurazione con una scala espressa in tali unità. La maggior parte delle grandezze fisiche non è determinata da misurazioni dirette, ma da calcoli, utilizzando dipendenze funzionali note.

Sono chiamate misurazioni in cui il valore misurato desiderato è determinato da calcoli dai risultati di misurazioni dirette associate al valore desiderato da una dipendenza funzionale nota misurazioni indirette... In questo caso, il valore della quantità misurata è determinato dalla formula

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

dove A, B, C sono i valori ottenuti dalle misurazioni dirette. Esempi di misurazioni indirette sono: determinazione del volume di un corpo mediante misurazioni dirette delle sue dimensioni geometriche, la portata di una sostanza che scorre in una tubazione, mediante una caduta di pressione attraverso un dispositivo a farfalla, ecc.

Misure aggregate sono quelli in cui si trovano i valori ricercati delle quantità utilizzando un sistema di equazioni ottenuto mediante misurazioni dirette di varie combinazioni di queste quantità.

Misure del giunto sono le misurazioni effettuate contemporaneamente di due o più grandezze non identiche per trovare la relazione tra di esse.

2.1. Caratteristiche degli strumenti di misura

L'attrezzatura di misurazione include misure, strumenti di misura e dispositivi ausiliari... Su appuntamento si effettuano misure e strumenti di misura esemplare e lavoratori.

Misure e strumenti di misura esemplari sono utilizzati per riprodurre e memorizzare unità di misura, nonché per la calibrazione e la verifica dei dispositivi di misura funzionanti.

Le misure di lavoro e gli strumenti di misura sono destinati al confronto diretto o indiretto dei valori misurati con le corrispondenti unità di misura o misura e sono divisi in due gruppi: laboratorio e tecnico. Le misure di laboratorio e gli strumenti di misurazione sono caratterizzati dall'accuratezza specificata e, quando vengono applicati, il risultato della misurazione deve essere modificato in conformità con i dati del passaporto e deve essere presa in considerazione l'influenza di fattori esterni. Per le misure tecniche e gli strumenti di misura, si presume che l'accuratezza sia predeterminata e non sono necessarie modifiche al risultato della misurazione, che è considerato accurato entro i limiti delle caratteristiche metrologiche normalizzate stabilite dalle specifiche tecniche o dagli standard statali.

Nel caso generale, per dispositivo di misura si intende uno strumento di misura atto a generare segnali di informazione di misura in una forma accessibile per la percezione diretta da parte di un osservatore. Secondo il metodo di emissione delle informazioni, gli strumenti di misura possono essere mostrando o registrazione, e in presenza di dispositivi di segnalazione - segnalazione.

Caratteristiche metrologiche dispositivi di misurazione che determinano l'affidabilità delle informazioni ricevute, ad es. la funzione principale degli strumenti di misura, servono come criteri principali per la loro qualità. Il numero di caratteristiche metrologiche standardizzate degli strumenti di misura include i seguenti indicatori:

1. Limiti di misurazione(sotto forma di una caratteristica statica nominale, il valore minimo di divisione di una scala irregolare di un dispositivo di misurazione, un codice di uscita o un prezzo nominale di un'unità di misura).

2. Standard di accuratezza della misurazione(errori degli strumenti di misura, caratteristiche dinamiche, sensibilità, stabilità e variazione delle indicazioni, ecc.).

3. Tipi, metodi, espressioni e metodi di standardizzazione degli errori.

4. Modalità di certificazione e collaudo.

La caratteristica statica nominale di uno strumento di misura è intesa come la dipendenza funzionale del segnale di uscita (movimento del dispositivo di lettura, ecc.) dal parametro misurato A (segnale di uscita) in condizioni esterne specificate e nello stato stazionario del sistema. La caratteristica statica sarà lineare solo se la sensibilità differenziale S è costante per l'intero campo di lavoro dei valori di A, quando

S = = = cost (2 3)

Viene chiamato il valore minimo X 0 del valore misurato che può causare il minimo movimento percettibile della lancetta o la variazione del valore di uscita soglia di sensibilità.

La costante dello strumento si riferisce al numero di unità di misura per cui si deve moltiplicare la lettura (il numero determinato dalla posizione del dispositivo di lettura) per ottenere un'indicazione in determinate unità di misura. Nella maggior parte degli strumenti di misura, i dispositivi di lettura sono realizzati sotto forma di scala e lancetta. La scala è una raccolta di segni posizionati lungo una linea. L'inizio e la fine della scala, corrispondenti ai limiti di misura inferiore e superiore, definiscono il campo di misura. L'inerzia degli strumenti di misura durante la transizione di un parametro da un valore di regime ad un altro è valutata da caratteristiche dinamiche, come una costante di tempo, indicazioni di tempo per stabilire, ecc. Gli errori sono caratteristiche importanti dei dispositivi di misurazione.

Errore di misurazione dispositivo è la differenza tra il risultato della misurazione X di un certo valore e il suo valore effettivo X 0:

A = X - X 0, (2.4)

dove A è la principale caratteristica quantitativa della misura, detta errore assoluto. Errore relativo, pari al rapporto tra l'errore assoluto e il valore effettivo del valore misurato, espresso in percentuale:

δ = 100 / Ho

A questo proposito, gli errori dei dispositivi di misurazione possono essere classificati come segue:

statico e dinamico, a seconda delle condizioni e delle modalità di funzionamento;

sistematico, casuale e maleducato, a seconda della natura della loro manifestazione e della possibilità di eliminazione.

Errore staticoè chiamato errore che si verifica a un valore stazionario della quantità misurata e condizioni esterne costanti.

Errore dinamicoè chiamato l'errore che si verifica quando il valore misurato cambia e le influenze esterne.

Errori sistematici sono detti costanti in grandezza e segno o variabili secondo una certa legge, errori che si ripetono con misurazioni multiple. Gli errori sistematici sono determinati da misurazioni ripetute dello stesso valore in altre condizioni costanti e vengono eliminati mediante dispositivi di regolazione o introducendo la correzione mediante elementi speciali. Gli errori sistematici si dividono in progressivi e periodici. Gli errori in continuo aumento o diminuzione sono detti progressivi. Questi includono errori dovuti all'usura di parti, contatti, ecc. Gli errori periodici sono quelli che variano in grandezza e segno, che si verificano durante il funzionamento dei dispositivi di misurazione.

Errori casuali sono errori, che variano in modo incerto in grandezza e segno. Determinano la precisione del dispositivo di misurazione. Gli errori accidentali vengono utilizzati per valutare l'accuratezza sia dei dispositivi di misurazione stessi che dei metodi di misurazione. A causa di un errore casuale, il vero valore del valore misurato è sconosciuto, pertanto, quando si calcolano gli errori casuali, la media aritmetica X delle misurazioni N ricevute Xi viene presa come valore misurato,

2.1. Caratteristica informativa del processo di misurazione

Qualsiasi misura può essere considerata come una catena di trasformazioni della grandezza misurata fino a quando il risultato della misura non viene presentato nella forma che si voleva ottenere.

Il processo di misurazione è caratterizzato dal trasferimento di informazioni sul valore della quantità misurata da un vettore all'altro, ad es. convertire le informazioni sul valore della quantità misurata nel risultato della misurazione. Ciò significa che sotto l'aspetto informativo, la misurazione può essere considerata come un processo di ricezione e conversione di informazioni da un valore misurato al fine di ottenere un risultato quantitativo confrontandolo con una scala o unità di misura accettata nella forma più conveniente per il suo ulteriore uso da parte di uomini e macchine.

Per stabilire una connessione tra l'accuratezza delle misurazioni e la quantità di informazioni ottenute durante le misurazioni, vengono utilizzate le disposizioni di base della teoria dell'informazione. Inoltre, sotto il termine " informazione"comprendere la totalità delle informazioni su un oggetto, processo o fenomeno, nel caso generale, su un sistema fisico.

Il compito di ottenere informazioni è eliminare l'incertezza nelle nostre idee sullo stato di un certo sistema fisico e stabilire modelli quantitativi associati alla ricezione, elaborazione e archiviazione delle informazioni.

Pertanto, ottenere qualsiasi informazione, inclusa la misurazione delle informazioni, è considerata dalla teoria dell'informazione come l'eliminazione di alcune incertezze e la quantità di informazioni è considerata come la differenza tra la situazione prima e dopo la ricezione di questo messaggio. Attualmente, secondo gli esperti che sviluppano e utilizzano la teoria dell'informazione dei dispositivi di misurazione, l'uso dei metodi della teoria dell'informazione fornirà una valutazione più efficace della qualità dei dispositivi.

2.2. Supervisione della tecnologia di misura

Garantire l'uniformità delle misurazioni e mantenere gli strumenti di misura in condizioni adeguate in tutti i settori dell'economia nazionale è svolto dal servizio metrologico unificato del paese, guidato dallo standard statale della Federazione Russa e costituito dal servizio metrologico statale e dipartimentale servizi metrologici. Il servizio metrologico statale ha un certo numero di istituti di ricerca e dipartimenti dello standard statale della Federazione Russa. Questi ultimi sono responsabili dei centri territoriali di metrologia e standardizzazione, laboratori interregionali, regionali (regionali) e interdistrettuali di supervisione statale di standard e apparecchiature di misurazione.

I compiti principali del servizio metrologico statale sono: - attuazione della supervisione statale sulle apparecchiature di misurazione,

Sviluppo di documenti normativi e tecnici del sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni (GSI) e il controllo sulla loro attuazione,

Creazione e miglioramento di una base di riferimento e di un parco di strumenti di misura esemplari,

GSI è un insieme di regole, regolamenti, requisiti e norme stabilite da standard statali che determinano l'organizzazione e la metodologia per valutare e garantire l'accuratezza delle misurazioni. Queste norme regolano: unità di grandezze fisiche, metodi e mezzi per riprodurre queste unità e trasferire le loro dimensioni a strumenti di misura funzionanti, modi per esprimere le caratteristiche metrologiche standardizzate degli strumenti di misura e indicatori dell'accuratezza dei risultati di misura; requisiti per la procedura di misurazione; la procedura e la metodologia per condurre prove di stato, verifica e revisione degli strumenti di misura.

Una delle principali responsabilità del servizio metrologico statale è garantire la supervisione statale delle apparecchiature di misurazione. Sono soggetti a supervisione: produzione, condizione, funzionamento e riparazione di misure e strumenti di misura, nonché le attività dei servizi metrologici dipartimentali. Gli organi della norma statale della Federazione Russa hanno il diritto di vietare l'immissione in circolazione di strumenti di misura che non soddisfano i requisiti delle norme statali e delle condizioni tecniche, di ritirare dalla circolazione misure e strumenti di misura non idonei, di eseguire lo stato obbligatorio verifica degli strumenti di misura, per effettuare prove di stato e certificazione di nuovi strumenti di misura.

Tutte le misure e i dispositivi di misurazione destinati alla produzione in serie e all'immissione in circolazione sono soggetti a prove di stato. Nel processo di test, viene stabilita la conformità dei dispositivi ai requisiti dell'economia nazionale, al livello moderno della tecnologia di misurazione e ai requisiti degli standard. Con risultati positivi dei test di stato dei dispositivi, lo standard statale della Federazione Russa consente la loro produzione e messa in circolazione e li include nel registro statale.

Per garantire l'accuratezza richiesta delle misurazioni, è stata stabilita una determinata procedura per l'organizzazione e l'esecuzione della verifica degli strumenti di misurazione. Tutti gli strumenti di misura sono soggetti a verifica statale o dipartimentale.

La verifica statale effettuata dal sistema Gosstandart della Federazione Russa si applica agli strumenti di misura utilizzati negli organi del servizio metrologico statale, agli strumenti esemplari originali utilizzati negli organi dei servizi metrologici dipartimentali, nonché agli strumenti di misurazione funzionanti utilizzati per la contabilità e il mutuo insediamenti, garantendo la sicurezza della tutela dell'ambiente e della salute pubblica. L'elenco degli strumenti di misurazione funzionanti soggetti a verifica statale obbligatoria e la frequenza di tale verifica per singoli gruppi di strumenti sono stabiliti dallo standard statale della Federazione Russa.

La verifica dipartimentale viene eseguita dagli organi dei servizi metrologici dipartimentali di singole imprese, organizzazioni e istituzioni che hanno l'autorizzazione degli organi dello Standard statale della Federazione Russa per svolgere lavori di verifica. Tutti gli strumenti di misura utilizzati nell'economia nazionale che non sono coperti dalla verifica statale sono soggetti a questa verifica. La verifica degli strumenti di misura viene eseguita in conformità con i requisiti degli standard statali, delle istruzioni e delle linee guida dello standard statale della Federazione Russa per metodi e mezzi di verifica. I dispositivi riconosciuti come non conformi alla loro classe di precisione o difettosi a seguito della verifica non possono essere utilizzati ulteriormente fino a quando le carenze identificate non vengono eliminate. I dispositivi riconosciuti idonei sono timbrati o rilasciati con certificati. Limitare l'accesso ai meccanismi dello strumento, se necessario. Dopo la verifica, le custodie degli strumenti vengono sigillate.

Quando partecipano a commissioni statali per l'accettazione di apparecchiature tecnologiche appena assemblate e ricostruite di industrie esplosive e pericolose per l'incendio con la disponibilità di apparecchiature di automazione, i vigili del fuoco dovrebbero prestare attenzione al rispetto dei requisiti dei documenti normativi pertinenti dello standard statale per la verifica dei dispositivi e del loro marchio. Ciò riduce la possibilità di situazioni di pericolo di esplosione e incendio negli impianti e, in caso di incendio ed esplosione, i dispositivi che hanno superato la calibrazione rifletteranno oggettivamente la situazione pre-emergenza e il corso dell'evoluzione dell'incidente che ha portato alla il fuoco.

STRUMENTI PER IL CONTROLLO DEI PARAMETRI DI PROCESSO

PROCESSI

3.1. Strumentazione della temperatura

Per misurare la temperatura, viene utilizzata una variazione in qualsiasi proprietà fisica di un corpo, che dipende unicamente dalla sua temperatura ed è facilmente misurabile.

Le proprietà alla base del funzionamento dei dispositivi per la misurazione della temperatura comprendono: espansione volumetrica dei corpi, variazione della pressione di una sostanza in un volume chiuso, comparsa di una forza termoelettromotrice, variazione della resistenza elettrica di conduttori e semiconduttori, la radiazione intensità dei corpi riscaldati, ecc.

A seconda delle proprietà fisiche su cui si basa il funzionamento degli strumenti di misura della temperatura, si distinguono:

1. Termometri ad espansione, costruiti sul principio della variazione del volume di un liquido o delle dimensioni lineari dei solidi al variare della temperatura. Sono usati per misurare le temperature da -190 a +500 0 С.

2. Termometri a manometro basati sulla variazione della pressione di un liquido, gas o vapore in un volume chiuso con una variazione di temperatura. Sono utilizzati per misurare le temperature da -120 a +600 0 С.

3. Pirometri termoelettrici (termocoppie), il cui principio si basa sull'emergere di una forza elettromotrice quando cambia la temperatura di una delle giunzioni di un circuito chiuso di termoelettrodi dissimili. Sono utilizzati per misurare le temperature da -200 a +2000 0 С.

4. Termometri a resistenza basati sulla variazione della resistenza elettrica di un conduttore o semiconduttore con una variazione di temperatura. Sono usati per misurare le temperature da -200 a +650 0 С.

5. Pirometri a radiazione che funzionano secondo il principio della variazione dell'intensità di radiazione dei corpi riscaldati in base alle variazioni di temperatura. Sono usati per misurare le temperature da +600 a +6000 0 С.

3.2. Strumentazione della pressione

La pressione è determinata dal rapporto tra la forza distribuita uniformemente su un'area e normale ad essa, rispetto alle dimensioni di quest'area. A seconda del valore misurato, gli strumenti di misura della pressione sono suddivisi in:

manometri - per misurare sovrapressioni medie e grandi;

vacuometri - per misurare il vuoto medio e alto;

manovacuometri - per la misura di medie e alte pressioni e rarefazione;

manometri - per misurare piccole sovrappressioni;

misuratori di trazione - per misurare il basso vuoto;

misuratori di pressione - per la misura di basse sovrapressioni e

rarefazione;

manometri differenziali - per misurare la differenza di pressione differenziale;

barometri - per misurare la pressione atmosferica.

Secondo il principio di funzionamento, si distinguono i seguenti strumenti per misurare la pressione: liquido, a molla, a pistone, elettrico radioattivo.

Dispositivi liquidi. In questi dispositivi, la pressione o il vuoto misurati è bilanciato dalla pressione idrostatica della colonna del fluido di lavoro, che viene utilizzato come mercurio, acqua, alcool, ecc.

Strumenti primaverili. La pressione o depressione misurata è bilanciata dalle forze elastiche di vari elementi sensibili (molla tubolare, membrana, soffietto, ecc.), la cui deformazione, proporzionale al parametro misurato, è trasmessa tramite un sistema di leve alla freccia o lo stilo del dispositivo.

Calibro a pistone. La pressione è determinata dal valore del carico che agisce sul pistone di una certa area, muovendosi nel cilindro riempito d'olio; i manometri a pistone hanno classi di alta precisione pari a 0,02; 0,05; 0.2.

Dispositivi elettrici. Il funzionamento di questi dispositivi si basa sulla misurazione delle proprietà elettriche (resistenza, capacità, induttanza, ecc.) di alcuni materiali quando sono esposti a pressioni esterne.

Dispositivi piezoelettrici. Questi dispositivi sfruttano l'effetto piezoelettrico, che consiste nella comparsa di cariche elettriche sulla superficie di alcuni cristalli (quarzo, sale di Rochelle, tormalina) quando su di essi viene applicata una forza in una certa direzione.

Dispositivi radioattivi. La pressione è determinata dalla variazione del grado di ionizzazione o dal grado di assorbimento dei raggi y con una variazione della densità della sostanza.

3.3. Strumentazione di livello

In base al principio di funzionamento, gli indicatori di livello per liquidi si dividono in vetri indicatori, a galleggiante, idrostatici, elettrici e radioattivi.

I vetri indicatori o indicatori di livello sono un tubo di vetro disposto verticalmente in cui il liquido, come nei vasi comunicanti, è posto alla stessa altezza dell'apparecchio. Gli occhiali indicatori vengono utilizzati per la misurazione del livello locale nei dispositivi.

Indicatori di livello a galleggiante. In questi dispositivi, l'elemento sensibile è un galleggiante con un peso specifico inferiore (galleggiante) o superiore (sommerso) rispetto a un liquido. Una variazione del livello del liquido nell'apparato provoca il movimento del galleggiante, il quale, tramite un sistema di leve, aste e cavi, viene trasmesso ad un indicatore che si muove lungo una scala, oppure ad un dispositivo secondario di lettura e registrazione.

I misuratori di livello idrostatici vengono utilizzati per misurare la pressione idrostatica di una colonna di liquido, il cui livello viene determinato. Si distingue tra manometri piezometrici idrostatici e manometri differenziali. Il funzionamento dei misuratori di livello piezometrici idrostatici si basa sull'utilizzo della pressione dell'aria o del gas che gorgoglia attraverso uno strato di liquido con un livello misurato al variare di quest'ultimo.

L'azione dei manometri differenziali idrostatici si basa sulla determinazione del livello mediante la pressione della colonna del liquido misurato, che è bilanciata dalla pressione di una colonna costante di liquido.

Indicatori di livello elettrici. Gli indicatori di livello più utilizzati sono capacitivi e ohmici.

Negli indicatori di livello elettrici capacitivi, l'elemento sensibile è un condensatore le cui armature sono poste ai lati opposti di un tubo dielettrico verticale collegato all'apparato come vasi comunicanti. Se una piastra del condensatore è un elettrodo, l'altra è la parete dell'apparato. Al variare del livello del liquido, cambia la capacità del condensatore collegato ad uno dei bracci del ponte AC, e all'ingresso del dispositivo secondario viene fornito un segnale proporzionale al valore del livello misurato.

Il funzionamento dei misuratori di livello ohmici elettrici utilizzati per determinare il livello di liquidi elettricamente conduttivi si basa sulla misura della resistenza tra elettrodi di forma corrispondente inseriti nel liquido. In questo caso, la resistenza dello strato di liquido tra l'elettrodo e il corpo o tra due elettrodi dipende dall'altezza del livello del liquido nell'apparato.

Indicatori di livello radioattivi. La misurazione del livello del liquido si basa sulla misurazione del tasso di assorbimento delle particelle quando il livello del liquido cambia.

3.4. Strumentazione di flusso

La portata volumetrica g è la quantità volumetrica di una sostanza V che scorre attraverso la sezione trasversale della tubazione per unità di tempo t,

dove p è la densità della sostanza, kg / m 3.

I dispositivi progettati per misurare il flusso sono chiamati misuratori di portata e quelli che misurano la quantità di una sostanza che scorre attraverso la sezione trasversale di una tubazione per un periodo di tempo sono chiamati contatori.

Secondo il principio di funzionamento, i flussometri possono essere suddivisi in flussometri a pressione differenziale variabile e costante, livello variabile.

Flussimetri a pressione differenziale variabile. Il funzionamento di questi dispositivi si basa sul verificarsi di una caduta di pressione attraverso un dispositivo rastremato di sezione costante installato all'interno della tubazione. La differenza di pressione statica a monte ea valle del dispositivo di costrizione (pressione differenziale), misurata da un manometro differenziale, dipende dalla portata del fluido fluente e può servire come misura della portata.

Flussimetri a pressione differenziale costante (rotametri). Il funzionamento di questi dispositivi si basa sul movimento di un elemento sensibile (galleggiante) installato in un tubo conico verticale; una sostanza viene alimentata dal basso attraverso di essa, la cui portata viene misurata. Quando la portata di liquido, gas o vapore cambia, il galleggiante si alza e l'orifizio del tubo cambia. Il galleggiante è funzionalmente correlato alla portata. In questo caso, la caduta di pressione attraverso il galleggiante mentre si sposta lungo l'asse del tubo rimane praticamente costante.

Contalitri a livello variabile. Il funzionamento di questi dispositivi si basa su una variazione dell'altezza del livello del liquido nel recipiente con flusso continuo e libero dello stesso dal recipiente.

Esistono altri tipi di flussometri, il cui funzionamento si basa su alcune leggi fisiche (variazioni dei parametri elettrici, trasferimento di calore al flusso, diminuzione dell'intensità degli ultrasuoni o delle radiazioni radioattive, a seconda della portata).

3.5. Ponte bilanciato automatico

Il ponte bilanciato è progettato per la misurazione continua, la registrazione e la regolazione della temperatura. Funziona in combinazione con termometri a resistenza di calibrazioni standard, ad es. corrisponde al limite di misurazione specificato - la calibrazione del termometro a resistenza. Ciò significa che ogni dispositivo corrisponde a un determinato gruppo di termometri a resistenza della stessa calibrazione. L'essenza dell'azione dei termometri a resistenza si basa sulla dipendenza della sua resistenza elettrica dalla temperatura.

Il circuito di misura principale del dispositivo considerato è il ponte. Le misurazioni di grandezze non elettriche con metodi elettrici sono molto diffuse nell'ingegneria elettrica e nell'automazione. Il circuito di misurazione del ponte è in uso da oltre 100 anni e la capacità di misurazione

Per condizione di equilibrio si intende un tale rapporto delle resistenze del ponte in corrispondenza del quale la differenza di potenziale U bd = 0 ai vertici della diagonale di misura e non vi è segnale di uscita nel circuito di misura. Lo stato U bd = 0 corrisponde all'uguaglianza delle cadute di tensione, rispettivamente, nelle spalle adiacenti, ad es.

Ui = U4 e U2 = U3. (3.1)

Legge di Ohm

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

Sostituendo nell'uguaglianza delle cadute di tensione (3.1) i loro valori, espressi in termini di correnti e resistenze (3.2), e dividendo termine per termine, si ottiene:

I1R1 / I1R2 = WI2R3 (3.3)

oppure, avendo ridotto i valori delle correnti I 1 e I 2, abbiamo l'uguaglianza:

R1R3 = R2R4, (3.4)

che è chiamata la classica condizione di equilibrio del circuito a ponte, leggi come segue: "Se i prodotti delle resistenze dei bracci opposti del circuito a ponte sono uguali, allora non c'è differenza di potenziale ai vertici della diagonale di misurazione". Questo metodo è chiamato misurazione della resistenza zero.

Un diagramma schematico di un ponte bilanciato è mostrato in Fig. 3.2.

In uno dei bracci è inclusa una termoresistenza in rame o platino R t di cui si vuole misurare la resistenza elettrica

ponte mediante cavi di collegamento con resistenza R. Gli altri bracci del ponte sono costituiti da resistenze alla manganina costante Rmt e resistenza calibrata variabile del filo scorrevole R p, anch'esso in manganina. Una diagonale del ponte è alimentata con corrente continua o alternata, l'altra include un indicatore di zero. Quando il ponte è in equilibrio, l'uguaglianza è soddisfatta:

R \ Rt = R2R4, (3.5)

onde, tenendo conto della resistenza della reocorda, scriviamo:

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

In questo caso, la differenza di potenziale tra i punti bd è uguale a zero, la corrente non scorre attraverso il galvanometro zero e la sua freccia verrà impostata sul segno zero. Al variare della temperatura, la resistenza elettrica della termoresistenza cambierà e il ponte si sbilancia. Per ripristinare l'equilibrio è necessario, a resistenze costanti Ri, R 2 e R 4, modificare il valore della resistenza del filo scorrevole spostando il suo contatto mobile.

Quindi, se si calibra la resistenza del filo di scorrimento, quindi dalla posizione del suo cursore quando il ponte è in equilibrio, si può giudicare il valore della resistenza R 1, quindi la temperatura misurata.

Riso. 3.3. Schema schematico di un ponte di equilibrio elettronico

resistenza elettrica. Il ponte di misura, costituito da resistenze costanti e variabili (R 1, R 2 e R 4) e alimentato con tensione (6,3 V) da uno degli avvolgimenti del trasformatore di potenza, è sbilanciato e nella diagonale compare una tensione di squilibrio U del ponte tra i punti b e d bd. Quest'ultimo viene alimentato all'ingresso di un amplificatore elettronico (EU), dove viene amplificato in tensione e potenza, quindi viene alimentato al motore inverso dell'RD e ne aziona il rotore. Ruotando in un senso o nell'altro, a seconda del segno dello squilibrio, il rotore del motore reversibile muove il cursore collegato meccanicamente del filo di scorrimento R p, la freccia e la penna lungo la scala del dispositivo fino a quando il ponte di misurazione arriva a una stato di equilibrio. In questo caso, la tensione all'ingresso dell'amplificatore elettronico (EU) diventerà uguale a zero, il motore elettrico RD si fermerà e il dispositivo mostrerà la temperatura misurata.

La precisione della lettura del contatore dipende dall'adattamento delle resistenze dei fili che collegano la termoresistenza al ponte di equilibrio automatico. Per regolare le resistenze dei fili di collegamento al valore di calibrazione, vengono utilizzate le resistenze R y e R "y fino a 2,5 Ohm ciascuna. Quando si calibrano i dispositivi, viene presa la resistenza di ciascun filo che va dal termometro al dispositivo (2,5 + 0,01 ) Ohm Se la resistenza di ciascun filo sarà inferiore a 2,5 ohm, viene collegata una resistenza aggiuntiva in serie alla linea di collegamento, che integra la resistenza di ciascun filo a 2,5 ohm.

In condizioni di produzione, il termometro a resistenza può essere posizionato a una distanza considerevole dal dispositivo secondario; quando la temperatura del fluido fluttua, il valore della loro resistenza cambierà, il che porterà a un ulteriore errore nelle letture del ponte di equilibrio automatico . Per eliminare l'errore, viene utilizzato uno schema di collegamento a tre fili del termometro a resistenza con un dispositivo secondario, che consiste nel fatto che il punto c (Fig. 3.4) viene trasferito direttamente al termometro a resistenza. Con questa connessione, la resistenza

il filo R viene aggiunto al braccio del ponte di misura e la resistenza

R a spalla con resistenza costante. Allora la condizione di equilibrio del circuito a ponte avrà la forma:

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

Il circuito di misura del ponte di equilibrio automatico può essere alimentato anche da una batteria DC a secco o da una batteria con una tensione di 1.2-1.5 V. In questo caso l'amplificatore elettronico del dispositivo deve avere un trasduttore di vibrazione per convertire lo squilibrio DC segnale in uno alternato al fine della sua successiva amplificazione.

A questo proposito, i ponti CC di equilibrio vengono utilizzati quando possono comparire vari pickup nel circuito di misura (ad esempio, quando si installa un termometro a resistenza in forni elettrici o luoghi con grandi campi magnetici). Inoltre, i ponti CC vengono utilizzati nei casi in cui, in base alle condizioni operative dei dispositivi e alla sicurezza antincendio, sono alimentati da sorgenti CC a bassa potenza.

Strutturalmente, il ponte di equilibrio automatico autoregistrante è un dispositivo fisso, tutte le cui unità si trovano all'interno di una cassa in acciaio. Le letture sono registrate su carta cartografica mossa da un motore sincrono.

L'industria produce ponti automatici di equilibrio che mostrano e registrano su un diagramma a disco, mostrano e registrano su un diagramma a strisce ponti KSM2, KSM3, KSM4, mostrano ponti con una scala rotante e altre modifiche. I loro diagrammi schematici sono simili allo schema considerato di un ponte di equilibrio automatico e differiscono solo nella progettazione dei singoli nodi.

Tuttavia, il tipo di dispositivo elettronico discusso sopra presenta anche una serie di svantaggi:

piccolo intervallo di misurazione della temperatura (fino a 600 0 С);

un termometro a resistenza installato in dispositivi tecnologici deve essere posizionato nel volume del prodotto;

il dispositivo secondario non ha mezzi speciali di protezione contro le esplosioni ed è installato solo nelle sale strumentazione.

3.6. Potenziometro automatico

Un potenziometro automatico è progettato per misurare, registrare e regolare la temperatura. Funziona in set con termocoppie di calibrazioni standard, serve per misurare temperature da -200 a + 2000 0 C. Come materiali strutturali per gli elettrodi delle termocoppie vengono utilizzati: iron-copel, copel-alumel, chromel-alumel, platino -platino rodio, ecc. la forza termoelettromotrice (TEMF) dalla variazione di temperatura è lineare.

Nei potenziometri elettronici viene utilizzato un metodo di misurazione potenziometrico (compensazione), che si basa sul bilanciamento (compensazione) della TEMF misurata con una differenza di potenziale nota formata da una fonte di alimentazione ausiliaria.

Dal diagramma schematico (Fig. 3.5) si può vedere che la termocoppia è collegata in modo che la sua corrente nella sezione Rad vada nella stessa direzione della fonte di alimentazione B e la differenza di potenziale tra il punto A e qualsiasi punto intermedio D è proporzionale alla resistenza Rad.

Contatto mobile in movimento D, a condizione che 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.

Lo svantaggio dello schema considerato è che il TEMF dipende dalla costanza della corrente nel circuito del reocordo.

La variazione della corrente di esercizio nel circuito a scorrimento può introdurre errori nei risultati della misurazione. Anche l'impostazione del valore richiesto della corrente di esercizio e il controllo della sua costanza vengono effettuati mediante il metodo di compensazione (Fig. 3.6).

Il circuito ha tre circuiti:

circuito sorgente di corrente (sorgente di corrente B, impostazione della resistenza, resistenza costante, cavo scorrevole con contatto mobile D);

circuito dell'elemento normale (elemento normale NE, resistenza costante, dispositivo di misurazione MT);

circuito della termocoppia (termocoppia TP, dispositivo di misurazione IP, parte della resistenza variabile del filo di scorrimento).

Nella modalità di controllo, l'interruttore è impostato sulla posizione K, collegando l'elemento normale alle estremità della resistenza Rh.3 (l'EMF della fonte di alimentazione B è diretto verso l'EMF dell'elemento normale). Con una diminuzione del valore della corrente operativa, è regolata dalla resistenza di impostazione e si ottiene una posizione in cui la differenza di potenziale alle estremità della resistenza Rh.3 non diventa uguale all'EMF di un elemento normale. La corrente nel circuito del dispositivo di misurazione diventerà uguale a zero. Se R ycT non riesce a stabilire la corrente di funzionamento, la batteria viene sostituita. Nella modalità di misura, l'interruttore è impostato sulla posizione I, collegando così la termocoppia in serie con l'elemento normale, il reochord nel punto A e il contatto mobile D. La termocoppia TEMF in questo caso sarà diretta nella direzione opposta al EMF della sorgente B. Spostando il contatto D, trova la sua posizione tale, in cui la differenza di potenziale tra il punto A e il contatto Dreochord è uguale alla termocoppia TEMF.

Nei dispositivi della serie GSP, il circuito di misura è alimentato da una sorgente stabilizzata, che semplifica la progettazione e il funzionamento.

Metrologia- la scienza delle misurazioni, dei metodi e dei mezzi per assicurarne l'unità e il modo per ottenere l'accuratezza richiesta.

Misurazione- trovare sperimentalmente il valore di una grandezza fisica mediante appositi mezzi tecnici ed esprimere il risultato nelle unità adottate.

Segni di misurazione:

Quantità fisica

Esperienza richiesta

Disponibilità dello strumento di misura

Il valore numerico di una grandezza fisica

Strumento di misurazione- uno strumento di misura con caratteristiche tecniche standardizzate.

Quantità fisica- una proprietà qualitativamente comune a molti oggetti, processi o fenomeni fisici, ma quantitativamente individuale.

Il valore effettivo della grandezza fisica- un valore che soddisfa in questo caso i compiti del consumatore.

Classificazione FV.

Può fare il lavoro: attivo, passivo

Deterministico, casuale

Analogico - PV, che ha un numero infinito di valori in un determinato intervallo; quantizzato

Nel tempo: continuo, discreto

Tipi di misurazione .

In base all'ottenimento di un risultato:

Linee rette - misurazioni in cui il valore desiderato viene determinato direttamente durante l'esperimento

Indiretto: viene utilizzata la relazione funzionale nota tra i risultati misurati con il metodo diretto e l'EF . desiderato

Congiunto: viene eseguita la misurazione simultanea di più PV dissimili per trovare la relazione tra di loro

Aggregato - misurazioni, quando c'è una misurazione simultanea di più dello stesso PV per determinare i valori desiderati di un altro PV

Basato sul cambiamento nel tempo:

Statico - misurazione del valore di alcuni PV, il cui valore è invariato durante l'uso del risultato

Dinamico

In base alla frequenza di misurazione:

Una volta

multiplo

Precisione

Sono previste condizioni di esecuzione uguali - costanti, gli stessi strumenti di misura

Disuguale - strumenti di misura di diversi livelli di precisione.

Informazione- informazioni che riducono l'incertezza a priori sull'oggetto.

Segnale di informazioni di misura- un segnale i cui parametri sono funzionalmente correlati al valore misurato.

Aspetto informativo della misurazione: ricezione di qualsiasi SRI - una catena di conversioni di segnale.

.

Strumento di misurazione- mezzi tecnici con caratteristiche metrologiche standardizzate.

La portante del PV è il segnale.

SegnaleÈ un processo fisico che avviene nel tempo.

Caratteristiche integrali:

- fattore di cresta

- forme

- guadagno

- sinusoidale

1,1,1 - meandro

- dente di sega

Classificazione degli strumenti di misura.

Misure - strumenti di misura che riproducono il PV di una data grandezza

I trasduttori di misura sono strumenti di misura che emettono RI in una forma conveniente per la trasmissione, la memorizzazione, l'elaborazione, ma scomoda per la percezione diretta da parte di un osservatore. Termocoppia. Valore elettrico in elettrico (trasformatore). Non elettrico a elettrico. Generatore (termocoppia). Parametrico (termoresistenza) non genera un segnale, per il funzionamento è necessaria un'alimentazione aggiuntiva. Il sensore è un trasduttore di misura progettato strutturalmente.

Dispositivi di misurazione - strumenti di misurazione che generano RI in una forma conveniente per la percezione diretta da parte di un osservatore. Analogico, digitale. Il valore dell'uscita analogica è una funzione continua del valore dell'ingresso. A seconda della possibilità di conservazione, i risultati si dividono in visualizzazione e registrazione. A seconda del luogo di installazione, si distinguono fissi e portatili.

Impianti di misurazione: un insieme di strumenti di misurazione e dispositivi ausiliari combinati strutturalmente e funzionalmente, destinati alla costruzione razionale di un esperimento di misurazione.

Sistema di misurazione: un insieme di strumenti di misurazione combinati strutturalmente e funzionalmente e dispositivi ausiliari, progettati per la raccolta automatica di informazioni di misurazione da un numero di oggetti con successiva trasmissione, elaborazione, memorizzazione.

K - interruttore

PNK - convertitore tensione-codice

- canale di comunicazione

M - modulatore

DM - demodulatore

Metodi di misurazione .

A seconda dell'uso della misura:

Metodo di valutazione diretta - le misure non sono coinvolte nel processo di misurazione, il risultato è ottenuto direttamente sul dispositivo di lettura dello strumento di misura. La misura viene utilizzata indirettamente - nella fabbricazione del dispositivo.

Metodi di confronto: la misura è direttamente coinvolta nel processo di misurazione

Metodo zero.

NO - indicatore zero

Ex - tensione misurata

U0 è una misura esemplare

Il metodo consiste nel fatto che la differenza tra il valore misurato e il valore riprodotto dalla misura viene ridotta a 0 durante la misurazione, che è fissata dal NI. Il risultato è uguale al valore della misura. Dispositivi di misurazione del ponte. Con un'elevata precisione della misura, il metodo consente di ottenere un risultato di misurazione con elevata precisione.

Metodo differenziale.

La differenza tra il valore misurato e il valore riprodotto dalla misura viene misurata mediante uno strumento di misura. Il risultato si ottiene come somma del valore di misura e delle letture dello strumento di misura. Questo metodo consente di ottenere un risultato di misurazione con elevata precisione quando si utilizza uno strumento di misura di precisione relativamente bassa.

è l'errore assoluto del voltmetro.

Metodo di sostituzione.

Il valore misurato e il valore riprodotto dalla misura vengono misurati alternativamente. Il valore sconosciuto è determinato da queste due misurazioni. Ha una precisione sufficiente se l'oggetto della misurazione è approssimativamente uguale alla misura.

Errori di misurazione .

Errore- caratteristiche quantitative

Precisione- una caratteristica qualitativa che riflette la prossimità allo zero dell'errore.

Classificazione.

A titolo di espressione:

Dal luogo (motivo) dell'avvenimento:

Metodico - per l'inadeguatezza del modello adottato dell'oggetto di misura

Strumentale - errore strumentale dello strumento di misura stesso

Dalla natura del cambiamento:

Sistematico - costante o mutevole secondo una legge nota

Casuale - cambia secondo le leggi dei numeri casuali. Per trovarlo, elementi della teoria della probabilità, misurazioni statistiche

Misses - errore soggettivo dell'operatore

Dal modo in cui l'ambiente influenza lo strumento di misura:

Principale - si verifica in condizioni operative normali dello strumento di misura

Aggiuntivo - in condizioni diverse dal normale

Dalla natura del cambiamento nel tempo:

Statico: si verifica quando si misura una costante nel tempo

Dinamico - quando si misura un segnale che cambia nel tempo

In relazione al valore misurato:

Additivo - non dipende dal valore misurato

Moltiplicativo - dipende dal valore misurato

Caratteristiche degli strumenti di misura .

Non metrologico- caratteristiche che non influiscono sulla precisione del risultato della misurazione (peso, dimensione, colore).

metrologico- influenzare la precisione (impedenza di ingresso, capacità, attrito, ecc.)

Caratteristiche metrologiche di base:

La funzione di conversione statica nominale è la relazione tra i parametri di informazione del segnale di ingresso e di uscita. Viene inserito per il tipo di strumento di misura.

Una funzione di trasformazione reale (equazione di trasformazione) è una caratteristica di trasformazione reale. Sotto forma di dipendenza funzionale, una tabella di valori di input e output, funzioni in coordinate.

La sensibilità è il rapporto tra l'incremento del valore di uscita e l'incremento del valore di ingresso che ha causato questo incremento.

La soglia di sensibilità (risoluzione) è il valore minimo della grandezza in ingresso che può essere rilevato dalla variazione della grandezza in uscita.

La costante del dispositivo è il rapporto tra un certo valore del valore misurato e la lettura del dispositivo in divisioni.

Il valore della divisione è la differenza tra i segni di scala adiacenti e se questa differenza è un valore costante, la scala è uniforme.

Gli intervalli di lettura sono la differenza tra i valori massimo e minimo.

Intervalli di misura - l'area sulla scala dello strumento di misura, in cui sono determinate le caratteristiche metrologiche (impostate) - l'intervallo di lavoro

Caratteristiche dello strumento di misura che influenzano il circuito di misura.

Errori dello strumento di misura. Di base, aggiuntivo. Additivo, moltiplicativo.

Standardizzazione dell'errore dello strumento di misura .

Classe di precisione dello strumento di misura- la principale caratteristica metrologica integrale dello strumento di misura, che fornisce il limite principale di errore. In alcuni casi, la classe di precisione imposta sia errori aggiuntivi che altre caratteristiche metrologiche. Il valore della classe di precisione è selezionato da una serie di numeri:

Negli oscilloscopi elettronici, la classe di precisione riflette un valore diverso.

Razionamento- impostazione delle caratteristiche nominali per un dato tipo di strumento di misura e le deviazioni ammissibili per questo risultato.

Tipo di strumento di misura- un insieme di strumenti di misura aventi lo stesso scopo, basati sullo stesso principio, aventi lo stesso design e realizzati secondo la stessa documentazione tecnologica.

Il metodo di standardizzazione dell'errore di uno strumento di misura dipende dalla natura dell'errore assoluto del dato strumento.

L'errore è additivo..

con una scala uniforme.

con un segno di spunta in basso. Con una scala irregolare.

La natura moltiplicativa dell'errore.

nel cerchio.

Natura mista dell'errore.

Verifica- questa è la determinazione della conformità di un dato strumento di misura alla sua classe di precisione.

Standardizzazione dell'errore aggiuntivo.

La standardizzazione dell'errore aggiuntivo si riduce all'impostazione del coefficiente di influenza o della funzione di influenza.

Dispositivi elettromeccanici .

Si tratta di dispositivi in ​​cui l'energia elettrica del segnale misurato viene convertita in energia meccanica della parte mobile del dispositivo.

Circuito di misura- serve a convertire l'energia elettrica del segnale in ingresso in energia elettrica (scaling)

Meccanismo di misurazione- convertire l'energia elettrica in movimento meccanico della parte mobile.

Dispositivo di lettura- per la visualizzazione.

Classificazione dei dispositivi elettromeccanici.

Per tipo di valore misurato (corrente, tensione, resistenza, potenza, frequenza, fase)

Dalla natura del segnale elettrico

Con il metodo di creazione di un contromomento (meccanico - una molla, raziometrico - a causa di una bobina aggiuntiva che crea un campo magnetico contrario)

Con il metodo di calmare la parte mobile (induzione magnetica, aria, liquido)

Per tipo di meccanismo di misura (magnetoelettrico, elettromagnetico, elettrodinamico, elettrostatico, induttivo, ferrodinamico)

Dispositivi magnetoelettrici.

Espansioni polari magnetiche, nucleo fisso, quadro amperometrico, contromolla.

Il campo nel gap è uniforme.

Dignità:

Screpolatura:

Bassa capacità di sovraccarico

Impossibilità di operare in corrente alternata

Relativa complessità della produzione

Dispositivi basati su MEIM .

Amperometri.

Voltmetri.

Ohmetri.

Schema sequenziale.

L'influenza dell'alimentazione sul risultato della misurazione viene rimossa utilizzando uno shunt magnetico integrato nel design MI, che influenza il campo magnetico per compensare la tensione di alimentazione.

Circuito parallelo.

vantaggi:

Alta precisione

Alta affidabilità

Svantaggio: dipendenza dalla tensione di alimentazione.

È possibile costruire strumenti combinati (tester) che misurano contemporaneamente tensione, corrente, resistenza (induttanza, capacità). Sulla base di MEIM, vengono costruiti dispositivi altamente sensibili come i galvanometri, nonché dispositivi per misurare la tensione alternata.

Dispositivi elettronici analogici e convertitori .

Mezzi di misurazione, in cui la conversione del segnale di informazione di misurazione viene eseguita utilizzando dispositivi elettronici analogici. Il segnale di uscita di tali strumenti di misura è una funzione continua del segnale di ingresso. Utilizzato per misurare tutti i tipi di segnali elettrici: tensione, corrente, resistenza, fase, frequenza...

Voltmetri elettronici- strumenti di misura, in cui la tensione misurata viene convertita in corrente continua, che viene misurata da MEIM.

Specifiche:

Ampia gamma di valori di tensione misurati, da 10 ^ -9 V DC a 10 ^ 3 V AC.

Elevata sensibilità grazie all'uso di amplificatori di ingresso

Grande impedenza di ingresso

Ampia gamma di frequenze della tensione misurata da 0 a 10 ^ 8 Hz

L'irregolarità della risposta in frequenza non deve superare ± 3 dB rispetto al riferimento.

I voltmetri elettronici sono classificati in:

Corrente continua

Corrente alternata

Universale (misurare anche quantità aggiuntive)

Impulso

Selettivo

Voltmetri CC elettronici.

Divisore di ingresso, amplificatore DC, meccanismo di misurazione.

Sono molto sensibili.

Peculiarità:

A
appare la deriva del livello zero.

Per aumentare la sensibilità, viene utilizzato un modulatore, un demodulatore.

Le funzioni del modulatore e del demodulatore sono svolte da interruttori analogici, che sono controllati in modo sincrono dal generatore. Permette di ottenere il valore del guadagno fino a ~ 10^5. Dipende dalla polarità.

Voltmetri CA.

A seconda del convertitore:

Valori di ampiezza

Valori medi

Valori efficaci

Rilevatori di picco- convertitori in voltmetri di valori di ampiezza.

Rilevatore di picco con ingresso aperto.

Il condensatore viene ricaricato con una semionda positiva, la semionda negativa non viene fatta passare dal diodo. Per ridurre al minimo l'ondulazione, viene selezionato il tempo di carica-scarica del condensatore

Rilevatore di picco con ingresso chiuso.

A causa della graduazione in valori efficaci
, il fattore di cresta del segnale sinusoidale. Se non è un segnale sinusoidale, allora

Voltmetri medi.

Amplificatore di tensione CA, convertitore.

Un aumento della tensione di ingresso aumenta la sensibilità e riduce l'influenza della non linearità dei diodi di ingresso del convertitore (dovuta al passaggio alla regione di dipendenza lineare)

per un segnale non sinusoidale.

Per amplificare il segnale vengono utilizzati dispositivi di squadratura.

... La scala per tali dispositivi è quadratica.

Voltmetri universali.

Basato su rilevatori di picco ad ingresso chiuso.

Tensione costante: 0,1 ÷ 600V

Tensione variabile: 1 ÷ 600V

Resistenza: 10Ω ÷ 100MΩ

Voltmetri a impulsi.

Per misurare l'ampiezza di segnali di varie forme.

Peculiarità:

La scala è graduata in valori di ampiezza. Rilevatore di picco con ingresso chiuso.

Voltmetri selettivi.

Per misurare i valori di tensione RMS in una determinata banda di frequenza o il valore RMS di determinate armoniche.

Salta una frequenza. Valore del segnale RMS per un voltmetro reale. Bassa precisione 6 ÷ 15% errore di base. 0,1μV ÷ 1V. 10Hz ÷ 100kHz.

Oscilloscopio a raggi catodici .

Per l'osservazione visiva, la misurazione e la registrazione di segnali elettrici.

Peculiarità:

Ampia gamma di frequenze

Alta sensibilità

Grande impedenza di ingresso

Tubo a raggi catodici.

K - catodo: emissione di elettroni.

A1, A2 - anodi.

A1 - focus: spessore della linea

A2 - anodo di accelerazione.

UGO - amplificatore di deflessione orizzontale. UVO - verticale.

A3 - misura di segnali impulsivi ad alto duty cycle.

Specifiche:

sensibilità

Larghezza di banda

Durata del bagliore successivo: il tempo tra la fine del raggio e il momento in cui la luminosità raggiunge l'1% dell'originale

Area di lavoro dello schermo: dimensioni geometriche e non linearità della deflessione del raggio.

Struttura generalizzata di un oscilloscopio.

VD - divisore di ingresso - ridimensionamento del segnale di ingresso

PU - dispositivo di avviamento - avviamento del canale di deflessione verticale

LZ - linea di ritardo - per ritardare per un po' il segnale di ingresso, il tempo di risposta del GR

VU - amplificatore di uscita - per generare un segnale che controlla direttamente le piastre di deflessione verticali.

UVO - amplificatore di deflessione verticale

KA - calibratore di ampiezza - generatore di impulsi rettangolari con valori noti di ampiezza e frequenza. Pertanto, durante la calibrazione, vengono stabiliti i valori normalizzati dell'ampiezza e della frequenza, in base ai quali vengono regolati i coefficienti di deflessione e scansione.

CD - calibratore di durata

BS - unità di sincronizzazione - per ottenere un'immagine stabile, per la quale la frequenza GR è resa variabile

GR - generatore di sweep - modellare un segnale a dente di sega

UGO - amplificatore di deflessione orizzontale

Normalizzazione degli errori.

4 classi di precisione: 1 (3%), 2 (5%), 3 (10%), 4 (12%) - per Co e CD.

Questo errore viene normalizzato quando i segnali normalizzati (onda quadra o seno) vengono applicati all'ingresso dell'oscilloscopio.

Se il periodo del segnale osservato è un multiplo della frequenza GR, allora vediamo un'immagine stazionaria. LZ viene utilizzato per compensare il tempo di cambio.

Standby e sincronizzazione automatica: in modalità standby, il GR si avvia solo nello stesso momento in cui arriva il segnale osservato.

Entrata chiusa - passa solo la componente variabile, Aperta - anche la costante.

Dispositivi di misurazione digitali .

Si tratta di dispositivi che generano automaticamente segnali informativi digitali discreti e le letture sono presentate in forma digitale.

Genera un codice digitale in accordo con il valore misurato, mentre il valore analogico continuo viene quantizzato in livello e campionato nel tempo.

Campionamento del tempo- trasformazione, in cui il valore della grandezza differisce da 0 e coincide con il corrispondente valore della grandezza misurata solo in determinati momenti. Gli intervalli tra questi valori sono la fase di campionamento.

Quantizzazione del livello- una trasformazione in cui un valore analogico continuo assume valori fissi e quantizzati. Questi valori sono livelli di quantizzazione o quanti.

Una caratteristica importante è la regola per identificare la quantità misurata ei livelli di quantizzazione.

Metodi di base per convertire il continuo in codice.

Metodo di conteggio sequenziale- ha il tempo di misurazione più lungo, ma il più economico.

Metodo di approssimazione successiva- ogni passaggio successivo è la metà di quello precedente.

Metodo di lettura- confronto simultaneo del valore misurato con tutti i livelli di quantizzazione contemporaneamente. Il tempo di misurazione è il più breve, ma costoso.

Classificazione CIU .

Con metodo di conversione:

conteggio sequenziale

successiva approssimazione

letture

Per tipo di valore misurato

Con il metodo della media del valore misurato:

valori istantanei

fare la media (integrare)

Per modalità di funzionamento:

azione ciclica (secondo un programma rigido)

tracking - tiene traccia dei cambiamenti nel valore di quantizzazione di un certo valore

DAC = ADC + OA, CPU = DAC + ADC

Le principali caratteristiche metrologiche del CIU.

Statico:

errore di discretezza (quantizzazione)

sensibilità

implementazione dei livelli di quantizzazione

dall'interferenza

Errore di discrezione.

L'errore di quantizzazione è metodico. Sistematico: aspettativa di scacco matto.

Errore di sensibilità... Nasce come conseguenza dell'imperfezione del dispositivo di confronto.

Errore nell'implementazione dei livelli di quantizzazione.

- metodico; h, Δр - strumentale

Se lo spostamento dei livelli di quantizzazione dipende dal numero del livello, allora l'errore
.

Un errore che si verifica durante la quantizzazione di un intervallo di tempo. Quando si misura l'intervallo di tempo, vengono utilizzati impulsi di quantizzazione di una frequenza nota.

Errori dal time shift degli impulsi di start e stop relativi al quantizzatore.

L'impulso di start è sincronizzato con un semiperiodo dell'impulso di quantizzazione.

Classe di precisione c/d.

Voltmetro digitale a tempo .

L'Ux misurato viene convertito nell'intervallo di tempo Tx, che a sua volta viene misurato quantizzando con impulsi di frequenza stabile f0 e contando questi impulsi nel tempo tx viene convertito in un codice.

L'angolo di inclinazione Uk o la velocità della sua formazione sono noti.

Fonte di errori VITSV.

Errori dinamici del CIU .

- errore dinamico del primo tipo, dovuto alle proprietà aperiodiche del circuito di ingresso.

Lascia che la conversione di un valore analogico in uno quantizzato avvenga con il metodo del conteggio sequenziale.
è determinato dal tempo di conversione.

Dove М1 è il modulo del massimo della prima derivata del segnale - la velocità della sua variazione.

MINISTERO DELLE MODALITÀ DI COMUNICAZIONE DELLA FEDERAZIONE RUSSA

UNIVERSITÀ STATALE DELLE MODALITÀ DI COMUNICAZIONE DI MOSCA (MIIT)

Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Metrologia e Ingegneria Energetica

G.G. Ryabtsev, I.V. Semenov

APPROVATO dal Consiglio di Redazione ed Editoria di Ateneo

CARATTERISTICHE METROLOGICHE DEGLI STRUMENTI DI MISURA ELETTROMECCANICI PER LA VALUTAZIONE DIRETTA

Istruzioni metodologiche per il lavoro di laboratorio in metrologia per studenti di specialità elettriche

Mosca - 2004

CDU 621.317.39 (075.8)

Ryabtsev G.G. Semenov I.V. Caratteristiche metrologiche degli strumenti di misura elettromeccanici a valutazione diretta: Linee guida metodologiche per il lavoro di laboratorio. - M.: MIIT, 2004 .-- 24 p..

Vengono fornite brevi informazioni teoriche sulle caratteristiche metrologiche degli strumenti di misura elettromeccanici per la valutazione diretta, vengono forniti esempi di calcolo delle caratteristiche degli strumenti e la scelta degli strumenti per le misurazioni, tenendo conto delle peculiarità delle grandezze elettriche da essi misurate.

© Università statale dei trasporti di Mosca (MIIT), 2004

1. SCOPO DEL LAVORO

Indagine sulle caratteristiche metrologiche di dispositivi elettromeccanici per la valutazione diretta.

2. BREVI INFORMAZIONI TEORICHE Un dispositivo elettromeccanico di valutazione diretta è

un dispositivo in cui la lettura del risultato della misurazione viene effettuata direttamente su una scala graduata in unità del valore misurato dal dispositivo.

Caratteristiche metrologiche - queste sono le caratteristiche del dispositivo,

determinando la sua idoneità a misurare una certa quantità fisica in un determinato intervallo dei suoi valori e con una data accuratezza.

Le caratteristiche metrologiche degli strumenti di misura si dividono in statiche e dinamiche.

Le caratteristiche statiche determinano le proprietà del dispositivo quando misurate da esso valori di stato stazionario il valore richiesto. Le caratteristiche statiche del dispositivo includono: funzione di conversione, range di indicazioni e misurazioni, sensibilità, divisione di scala, impedenza di ingresso, consumo energetico e classe di precisione.

Le caratteristiche dinamiche determinano le proprietà del dispositivo quando misurate da esso quantità variabili nel tempo... Le caratteristiche dinamiche includono: risposta in frequenza, risposta transitoria ed errore dinamico del dispositivo.

2.1. Funzione di conversione dello strumento

La funzione di trasformazione (o equazione) dello strumento è dipendenza dal fine settimana il segnale del dispositivo dal valore del misurato

segnale di input

Per gli strumenti di misura elettromeccanici, la valutazione diretta è la dipendenza dell'angolo α di deviazione (in divisioni della scala dello strumento) dell'indice del dispositivo di lettura dello strumento sul livello X del valore che si sta misurando.

α = f (X).

Le funzioni di conversione dello strumento sono presentate sotto forma di dipendenze analitiche, grafici, tabelle. La funzione di conversione del dispositivo viene utilizzata per costruire le caratteristiche di calibrazione della sua bilancia. La funzione di conversione ideale è una relazione lineare (mentre la scala del dispositivo è uniforme, il che fornisce una lettura più accurata del risultato della misurazione).

2.2. Indicazione della gamma e della gamma di misurazione del dispositivo

L'intervallo di indicazioni è l'intervallo dei valori della scala dello strumento, limitato dai segni dell'icona iniziale della scala.

L'intervallo di misurazione è l'intervallo di valori della quantità misurata, in

Entro cui i limiti di errore consentiti sono normalizzati

Per gli strumenti con una funzione di conversione lineare e una scala uniforme, il campo di lettura e il campo di misura sono gli stessi.

Nei dispositivi con una funzione di conversione non lineare e una scala irregolare, l'intervallo di misurazione è contrassegnato sulla scala con punti o una linea continua tracciata sotto i segni della scala (Fig. 1).

Il valore più piccolo del valore misurato nell'intervallo di misurazione è chiamato limite di misurazione inferiore e il valore più grande è chiamato limite di misurazione superiore.

X max

al massimo

2.3. Sensibilità del dispositivo

La sensibilità del misuratore caratterizza la capacità dello strumento di rispondere alle variazioni del segnale in ingresso. sensibilitàè determinato dall'equazione di trasformazione ed è il rapporto tra la variazione del segnale Δα all'uscita del dispositivo e la variazione del segnale X all'ingresso del dispositivo

La sensibilità dei dispositivi con una scala irregolare ha valori diversi in diversi punti della scala e per ogni punto è determinata dal rapporto (2).

2.4. Divisione scala unitaria

La divisione della scala del comparatore è la differenza nei valori delle quantità corrispondenti a due segni di scala adiacenti, è determina la scala del dispositivo di lettura dispositivo.

L'unità di divisione di una scala uniforme è definita come il rapporto

superiore		X max	misurabile			strumento	grandezze
il corrispondente numero di divisioni α max della sua scala
			C =	X max
				al massimo

Ad esempio, per il milliamperometro da pagina 2.3. il prezzo della divisione sarà C = 1 mA.

Il valore della divisione della scala irregolare del dispositivo è determinato in ciascuno dei suoi punti come differenza tra i valori del valore misurato corrispondenti a due segni adiacenti sulla scala.

2.5. Impedenza di ingresso e consumo energetico del dispositivo

L'impedenza di ingresso e il consumo di energia determinano

grado di influenza strumento di misura acceso modalità operativa

il circuito elettrico in cui viene effettuata la misurazione. Ad esempio, minore è la resistenza di ingresso del voltmetro, più diminuisce

caduta di tensione nella sezione del circuito, in parallelo alla quale è collegato questo voltmetro, poiché la resistenza equivalente del circuito diminuisce, che è determinata dalla resistenza collegata in parallelo della sezione del circuito e del voltmetro. Pertanto, i voltmetri dovrebbero avere la massima resistenza possibile. A differenza dei voltmetri, gli amperometri dovrebbero avere la minor resistenza di ingresso possibile, poiché sono collegati in serie in un circuito elettrico e aumentano la resistenza di questo circuito, a seguito della quale la corrente in esso diminuisce.

La resistenza di ingresso del dispositivo è indicata nel suo passaporto e, se non è indicata, viene determinata mediante calcolo.

Per calcolare la resistenza di ingresso del voltmetro, utilizzare il limite superiore U max della tensione misurata e il corrispondente valore I max della corrente che attraversa il voltmetro (corrente di deflessione totale).

Per calcolare la resistenza di ingresso dell'amperometro, utilizzare il limite superiore I max della corrente da esso misurata e la corrispondente caduta di tensione U max sull'amperometro. I valori della corrente di deflessione totale per i voltmetri e la caduta di tensione per gli amperometri sono indicati nei loro passaporti e in alcuni tipi di dispositivi (inclusi M2038 e AVO-5M1) sono indicati sulla scala. Secondo i valori specificati, la resistenza di ingresso

dispositivi è calcolato secondo la legge di Ohm
	U max
	io massimo

Le resistenze di ingresso dei voltmetri elettromeccanici vanno da diverse unità a decine di migliaia di ohm e di amperometri - da centesimi a decimi di ohm.

Il valore massimo della potenza consumata dal dispositivo si ricava dai valori sopra indicati della sua corrente e tensione

P max = U max × I max,

o dal limite del valore misurato dal dispositivo e dalla sua resistenza di ingresso. Ad esempio, per un voltmetro

					U max2
	v. max				R V. in
e per l'amperometro
						× R	A. in
	UN. max
Consumato	potenza				elettromeccanico					elettrodomestici
insignificante (da centesimi -			in unità di Watt). Il meglio è considerato
dispositivo con un valore di consumo energetico inferiore.

Per gli ohmmetri, la resistenza di ingresso e il consumo di energia non sono impostati, poiché la resistenza del circuito diseccitato viene misurata con ohmmetri. Di conseguenza, gli ohmmetri non consumano energia dal circuito in cui vengono effettuate le misurazioni e le caratteristiche specificate non hanno senso per loro.

2.6. Classe di precisione dello strumento

La classe di precisione determina confini garantiti, oltre il quale l'errore del dispositivo non rientra nell'intervallo di misurazione specificato.

La classe di precisione K T dei comparatori elettromeccanici è standardizzata come percentuale del limite D X max

(confini garantiti) l'errore assoluto del dispositivo a

valore di normalizzazione X NORM della sua scala

scansione TC		D X max	× 100%.
		X NORMA

Valore di normalizzazione X NORM per dispositivi con scala uniforme è il limite superiore del valore misurato dal dispositivo e per dispositivi con

una scala irregolare - la lunghezza della sua parte di lavoro, ad es. la lunghezza della sezione tra le tacche della scala corrispondente al campo di misura del dispositivo.

Per i comparatori elettromeccanici sono impostate le seguenti classi di precisione: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 (per strumenti da laboratorio) e 1; 1.5; 2.5; 4 (per dispositivi tecnici).

Il numero della classe di precisione del dispositivo è indicato sulla sua scala. Per i dispositivi con una scala uniforme, questa cifra è indicata senza segni (cerchi, quadrati, asterischi), ad esempio 2.5. Per i dispositivi con scala irregolare, il numero della classe di precisione è sottolineato da una linea tratteggiata

linea, ad esempio 2.5.

Secondo la formula (9) della classe di precisione del dispositivo, viene effettuata una valutazione massimo consentito valori del suo errore assoluto. Tale valutazione è necessaria per determinare l'errore del risultato della misurazione eseguita dal dispositivo, nonché per selezionare il dispositivo che fornisce la precisione di misurazione richiesta.

Calcolo del limite di errore assoluto del dispositivo con scala uniforme tenuto direttamente secondo la formula (9) della classe di precisione, e per dispositivi con scala irregolare secondo la formula (9), l'errore del dispositivo viene prima determinato in unità (mm) della lunghezza della scala, quindi secondo esso e divisione in scala l'errore assoluto viene calcolato nelle unità del valore misurato.

Esempio 1. Determinare il limite I max dell'errore assoluto dell'amperometro, che ha una scala uniforme, il limite superiore della corrente misurata I max = 5 A e la classe di precisione K T = 1.

Soluzione 1. Il dispositivo ha una scala uniforme, quindi il valore di normalizzazione nella formula (9) della sua classe di precisione è il limite superiore della corrente misurata I max = 5 A.

Il limite di errore assoluto dell'amperometro si ricava direttamente dalla formula (9)

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

Esempio 2. Determinare il limite DR max dell'errore assoluto di un ohmmetro con scala irregolare nei suoi tre punti (inizio, centro e fine scala), se il campo di misura del dispositivo è compreso tra 3 e 300 kΩ , la lunghezza della sezione di lavoro della scala (cioè tra i segni 3 e 300)

è L P = 60 mm, classe di precisione K T = 2,5, divisione della scala (in mm) in

l'inizio, la metà e la fine della sezione di lavoro della scala, rispettivamente, è uguale a,

e C

Soluzione 2. Secondo la formula (9), viene determinata la classe di precisione dell'ohmmetro

limite D L msx

il suo errore assoluto, espresso in unità di lunghezza

K T × L P

Limite D R max dell'errore assoluto dell'ohmmetro

unità

il valore misurato (cioè in kOhm) si trova dal valore

D L msx e prezzo

Dalla divisione della scala dello strumento nel punto corrispondente sulla scala

DR = DL × C = ±

K T × L P × C

Da qui troviamo

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

Esempio 3. Determinare i limiti dell'assoluto D I max e relativo

max

errori nel risultato della misurazione della corrente con un amperometro,

quale

9. Strumenti di misura e loro caratteristiche

Nella letteratura scientifica gli strumenti tecnici di misura sono suddivisi in tre grandi gruppi. Si tratta di: misure, calibri e strumenti di misura universali, che comprendono strumenti di misura, strumentazione e sistemi.

1. Una misura è uno strumento di misura progettato per riprodurre una quantità fisica di una determinata dimensione. Le misure includono misure piane parallele di lunghezza (piastrelle) e misure angolari.

2. I calibri sono una sorta di dispositivo, il cui scopo è di usarlo per controllare e cercare entro i limiti richiesti delle dimensioni, l'interposizione delle superfici e la forma delle parti. Di norma, sono suddivisi in: calibri di limite lisci (graffette e tappi), nonché calibri per filettature, che includono anelli o graffette filettate, tappi a vite, ecc.

3. Un dispositivo di misurazione, presentato sotto forma di un dispositivo che genera un segnale di misurazione delle informazioni in una forma comprensibile per la percezione degli osservatori.

4. Sistema di misura, inteso come insieme di strumenti di misura e alcuni dispositivi ausiliari, che sono interconnessi da canali di comunicazione. È destinato alla produzione di segnali di informazioni di misurazione in una certa forma, che è adatta per l'elaborazione automatica, nonché per la trasmissione e l'uso in sistemi di controllo automatici.

5. Strumenti di misura universali, il cui scopo è in uso per determinare le dimensioni effettive. Qualsiasi strumento di misura universale è caratterizzato dal suo scopo, principio di funzionamento, ovvero il principio fisico alla base della sua costruzione, caratteristiche di progettazione e caratteristiche metrologiche.

Nella misurazione del controllo degli indicatori angolari e lineari, vengono utilizzate misurazioni dirette, meno spesso ci sono misurazioni relative, indirette o cumulative. Nella letteratura scientifica, tra i metodi di misurazione diretta, si distinguono solitamente:

1) un metodo di valutazione diretta, che è un metodo in cui il valore di una grandezza è determinato dal dispositivo di lettura di un dispositivo di misurazione;

2) un metodo di confronto con una misura, inteso come un metodo in cui un dato valore può essere confrontato con un valore riprodotto da una misura;

3) un metodo del complemento, che di solito significa un metodo in cui il valore della quantità ottenuta è integrato da una misura della stessa quantità in modo che la loro somma, pari ad un valore predeterminato, agisca sul dispositivo utilizzato per il confronto;

4) metodo differenziale, che si caratterizza per misurare la differenza tra una data grandezza e una grandezza nota riprodotta dalla misura. Il metodo fornisce un risultato con un tasso di precisione sufficientemente elevato quando si utilizzano strumenti di misura grossolani;

5) il metodo zero, che, in sostanza, è simile a quello differenziale, ma la differenza tra il valore dato e la misura è ridotta a zero. Inoltre, il metodo zero presenta un certo vantaggio, poiché la misura può essere molte volte inferiore al valore misurato;

6) metodo di sostituzione, che è un metodo comparativo con una misura, in cui il valore misurato è sostituito da un valore noto, che è riprodotto dalla misura. Ricordiamo che esistono anche metodi non standardizzati. Questo gruppo di solito include quanto segue:

1) il metodo di opposizione, che implica un metodo in cui un dato valore, nonché un valore riprodotto da una misura, agiscono contemporaneamente sul dispositivo di confronto;

2) il metodo della coincidenza, caratterizzato come un metodo in cui la differenza tra i valori confrontati viene misurata utilizzando la coincidenza di segni su scale o segnali periodici.

10. Classificazione degli strumenti di misura

Strumento di misura (SI)È un mezzo tecnico o un insieme di mezzi utilizzati per eseguire misurazioni e aventi caratteristiche metrologiche standardizzate. Con l'aiuto di strumenti di misura, una grandezza fisica non solo può essere rilevata, ma anche misurata.

Gli strumenti di misura sono classificati secondo i seguenti criteri:

1) con modalità di attuazione costruttiva;

2) per scopi metrologici.

Secondo i metodi di attuazione costruttiva, gli strumenti di misura sono suddivisi in:

1) misure di grandezza;

2) trasduttori di misura;

3) strumenti di misura;

4) impianti di misura;

5) sistemi di misura.

Misure di grandezza Sono strumenti di misura di una certa dimensione fissa, riutilizzabili per la misurazione. Assegna:

1) misure univoche;

2) misure multivalore;

3) serie di misure.

Un certo numero di misure, che tecnicamente rappresentano un unico dispositivo all'interno del quale è possibile combinare misure esistenti in modi diversi, viene chiamato archivio misure.

L'oggetto della misurazione viene confrontato con la misura mediante comparatori (dispositivi tecnici). Ad esempio, una bilancia a trave è un comparatore.

I campioni standard (CRM) appartengono a misure univoche. Esistono due tipi di materiali di riferimento:

1) campioni standard della composizione;

2) campioni standard di proprietà.

Campione standard di composizione o materialeÈ un campione con valori fissi di quantità che riflettono quantitativamente il contenuto in una sostanza o materiale di tutte le sue parti costituenti.

Un campione standard delle proprietà di una sostanza o di un materiale è un campione con valori fissi di quantità che riflettono le proprietà di una sostanza o di un materiale (fisico, biologico, ecc.).

Ogni campione standard deve essere sottoposto ad attestazione metrologica presso gli enti del servizio metrologico prima di essere utilizzato.

I campioni standard possono essere applicati a diversi livelli e in diversi campi. Assegna:

1) CO interstatali;

2) CO statali;

3) CRM di settore;

4) CO dell'organizzazione (impresa).

Trasduttori di misura (MT)- sono strumenti di misura che esprimono un valore misurato in termini di un altro valore o lo convertono in un segnale di informazioni di misura, che possono essere ulteriormente elaborate, convertite e memorizzate. I trasduttori di misura possono convertire il valore misurato in diversi modi. Assegna:

1) convertitori analogici (AP);

2) convertitori digitale-analogico (DAC);

3) convertitori analogico-digitale (ADC). I trasduttori di misura possono occupare diverse posizioni nella catena di misura. Assegna:

1) trasduttori di misura primari che sono a diretto contatto con l'oggetto di misura;

2) trasduttori di misura intermedi, che si trovano dopo i trasduttori primari. Il trasduttore di misura primario è tecnicamente isolato, da esso i segnali contenenti informazioni di misura vengono immessi nel circuito di misura. Il trasduttore di misura principale è un sensore. Strutturalmente, il sensore può essere posizionato abbastanza lontano dal prossimo strumento di misura intermedio, che dovrebbe ricevere i suoi segnali.

Le proprietà obbligatorie di un trasduttore di misura sono le proprietà metrologiche normalizzate e l'ingresso nella catena di misura.

Dispositivo di misurazioneÈ un mezzo di misura mediante il quale si ottiene un valore di una grandezza fisica appartenente ad un intervallo fisso. Il design del dispositivo di solito contiene un dispositivo che converte il valore misurato con le sue indicazioni nella forma ottimale per la comprensione. Per visualizzare le informazioni di misurazione nel design del dispositivo, ad esempio, viene utilizzata una scala con una freccia o un indicatore digitale, attraverso la quale viene registrato il valore del valore misurato. In alcuni casi, il dispositivo di misurazione viene sincronizzato con il computer e quindi l'output delle informazioni di misurazione viene inviato al display.

In accordo con il metodo per determinare il valore della grandezza misurata, ci sono:

1) strumenti di misura ad azione diretta;

2) strumenti di misura per il confronto.

Strumenti di misura diretta Sono dispositivi mediante i quali è possibile ottenere il valore della grandezza misurata direttamente sul dispositivo di lettura.

Strumento di misura di confronto E' un dispositivo mediante il quale si ottiene il valore della grandezza misurata per confronto con una grandezza nota corrispondente alla sua misura.

I dispositivi di misurazione possono visualizzare il valore misurato in diversi modi. Assegna:

1) mostrare i dispositivi di misurazione;

2) dispositivi di misurazione della registrazione.

La differenza tra loro è che con l'aiuto di un dispositivo di misurazione indicatore, è possibile leggere solo i valori della quantità misurata e il design del dispositivo di misurazione della registrazione consente anche di correggere i risultati della misurazione, ad esempio mediante di un diagramma o applicando a qualsiasi supporto di informazioni.

Dispositivo di lettura- parte strutturalmente separata dello strumento di misura, preposta alla lettura delle indicazioni. Il dispositivo di lettura può essere rappresentato da una scala, un puntatore, un display, ecc. I dispositivi di lettura si dividono in:

1) dispositivi di lettura della bilancia;

2) dispositivi di lettura digitale;

3) registrazione dei dispositivi di lettura. I dispositivi di lettura della bilancia includono una scala e un indicatore.

ScalaÈ un sistema di segni e i loro corrispondenti valori numerici sequenziali del valore misurato. Le principali caratteristiche della bilancia:

1) il numero di divisioni sulla scala;

2) la lunghezza della divisione;

3) il prezzo di divisione;

4) gamma di indicazioni;

5) campo di misura;

6) limiti delle misurazioni.

Divisione scalaÈ la distanza da un contrassegno della scala a un contrassegno adiacente.

Lunghezza divisioneÈ la distanza da una linea centrale alla successiva lungo una linea immaginaria che passa per i centri dei segni più piccoli su questa scala.

Divisione scalaÈ la differenza tra i valori di due valori adiacenti su una data scala.

Scala di lettura gammaÈ l'intervallo di valori della scala, il cui limite inferiore è il valore iniziale della scala data e quello superiore è il valore finale della scala data.

Campo di misura- questo è l'intervallo di valori entro il quale viene stabilito l'errore massimo consentito normalizzato.

Limiti di misurazioneÈ il valore minimo e massimo del campo di misura.

Scala quasi uniformeÈ una scala in cui i prezzi di divisione differiscono di non più del 13% e che ha un valore di divisione fisso.

Scala notevolmente irregolareÈ una scala per la quale le divisioni sono ristrette e per le divisioni il cui valore del segnale di uscita è la metà della somma dei limiti del campo di misura.

Si distinguono i seguenti tipi di bilance per strumenti di misura:

1) scala unilaterale;

2) scala a due lati;

3) scala simmetrica;

4) scala diversa da zero.

Scala unilateraleÈ una scala con zero all'inizio.

Bilancia a due latiÈ una scala in cui lo zero non è all'inizio della scala.

Scala simmetricaÈ una scala con zero al centro.

Configurazione della misurazioneÈ uno strumento di misura, che è un insieme di misure, IP, strumenti di misura e altri che svolgono funzioni simili, utilizzato per misurare un numero fisso di grandezze fisiche e raccolte in un unico luogo. Se il dispositivo di misurazione viene utilizzato per testare i prodotti, è un banco di prova.

Sistema di misuraÈ uno strumento di misura, che è una combinazione di misure, MT, strumenti di misura, ecc., che svolgono funzioni simili, situati in parti diverse di un determinato spazio e progettati per misurare un certo numero di quantità fisiche in un dato spazio.

In base al loro scopo metrologico, gli strumenti di misura si dividono in:

1) strumenti di misura funzionanti;

2) norme.

Strumenti di misura funzionanti (RSI) Sono strumenti di misura utilizzati per effettuare misurazioni tecniche. Gli strumenti di misura funzionanti possono essere utilizzati in diverse condizioni. Assegna:

1) strumenti di misura di laboratorio utilizzati nella ricerca scientifica;

2) strumenti di misurazione della produzione che vengono utilizzati per controllare l'andamento dei vari processi tecnologici e la qualità del prodotto;

3) strumenti di misurazione sul campo utilizzati nel funzionamento di aeromobili, automobili e altri dispositivi tecnici.

Alcuni requisiti sono imposti a ciascun tipo separato di strumenti di misura funzionanti. I requisiti per gli strumenti di misura funzionanti in laboratorio sono un alto grado di precisione e sensibilità, per RSI industriale - un alto grado di resistenza a vibrazioni, urti, variazioni di temperatura, per RSI di campo - stabilità e corretto funzionamento in varie condizioni di temperatura, resistenza ad alti livelli di umidità.

Standard- si tratta di strumenti di misura con un alto grado di accuratezza utilizzati nella ricerca metrologica per trasmettere informazioni sulla dimensione di un'unità. Strumenti di misura più accurati trasmettono informazioni sulla dimensione dell'unità e così via, formando così una sorta di catena, in ogni anello successivo di cui l'accuratezza di queste informazioni è leggermente inferiore rispetto a quella precedente.

Le informazioni sulle dimensioni dell'unità vengono fornite durante la verifica degli strumenti di misura. Vengono effettuati test sugli strumenti di misura per confermarne l'idoneità.

11. Caratteristiche metrologiche degli strumenti di misura e loro standardizzazione

Proprietà metrologiche degli strumenti di misura- si tratta di proprietà che hanno un impatto diretto sui risultati delle misurazioni effettuate da questi strumenti e sull'errore di tali misurazioni.

Le proprietà quantitative e metrologiche sono caratterizzate da indicatori delle proprietà metrologiche, che sono le loro caratteristiche metrologiche.

Le caratteristiche metrologiche approvate da ND sono caratteristiche metrologiche standardizzate Le proprietà metrologiche degli strumenti di misura sono suddivise in:

1) proprietà che stabiliscono l'ambito di applicazione degli strumenti di misura:

2) proprietà che determinano la precisione e la correttezza dei risultati di misura ottenuti.

Le proprietà che determinano l'ambito di applicazione degli strumenti di misura sono determinate dalle seguenti caratteristiche metrologiche:

1) campo di misura;

2) la soglia di sensibilità.

Campo di misuraÈ l'intervallo di valori della quantità in cui vengono normalizzati i valori limite degli errori. I limiti inferiore e superiore (destro e sinistro) delle misurazioni sono chiamati limiti inferiore e superiore delle misurazioni.

Soglia di sensibilità- questo è il valore minimo del valore misurato che può causare una notevole distorsione del segnale ricevuto.

Le proprietà che determinano la precisione e la correttezza dei risultati di misura ottenuti sono determinate dalle seguenti caratteristiche metrologiche:

1) la correttezza dei risultati;

2) precisione dei risultati.

L'accuratezza dei risultati ottenuti da alcuni strumenti di misura è determinata dal loro errore.

Errore di misurazione- questa è la differenza tra il risultato della misurazione di una grandezza e il valore attuale (reale) di tale grandezza. Per uno strumento di misura funzionante, il valore reale (reale) della grandezza misurata è considerato l'indicazione dello standard di lavoro di una categoria inferiore. Pertanto, la base di confronto è il valore mostrato dallo strumento di misura, che è più alto nel diagramma di verifica rispetto allo strumento di misura testato.

Q n = Q n? Q 0,

dove AQ n è l'errore dello strumento di misura testato;

Q n - il valore di una certa quantità ottenuta utilizzando lo strumento di misura testato;

Standardizzazione delle caratteristiche metrologiche- questa è la regolazione dei limiti delle deviazioni dei valori delle reali caratteristiche metrologiche degli strumenti di misura dai loro valori nominali. L'obiettivo principale della standardizzazione delle caratteristiche metrologiche è garantire la loro intercambiabilità e uniformità delle misurazioni. I valori delle reali caratteristiche metrologiche vengono stabiliti durante la produzione degli strumenti di misura; successivamente, durante il funzionamento degli strumenti di misura, questi valori devono essere verificati. Nel caso in cui una o più caratteristiche metrologiche normalizzate superino i limiti regolamentati, lo strumento di misura deve essere immediatamente adeguato o ritirato dal servizio.

I valori delle caratteristiche metrologiche sono regolati dalle corrispondenti norme per gli strumenti di misura. Inoltre, le caratteristiche metrologiche sono standardizzate separatamente per le condizioni normali e operative dell'uso degli strumenti di misura. Le condizioni normali di utilizzo sono condizioni in cui le variazioni delle caratteristiche metrologiche dovute a fattori esterni (campi magnetici esterni, umidità, temperatura) possono essere trascurate. Le condizioni operative sono condizioni in cui la variazione delle grandezze di influenza ha un range più ampio.

12. Supporto metrologico, i suoi fondamenti

Il supporto metrologico, o abbreviato MO, è la creazione e l'uso di basi scientifiche e organizzative, nonché una serie di mezzi tecnici, norme e regole necessarie per rispettare il principio di unità e l'accuratezza richiesta delle misurazioni. Oggi, lo sviluppo di MO si sta muovendo nella direzione della transizione dal compito ristretto esistente di garantire l'uniformità e l'accuratezza richiesta delle misurazioni al nuovo compito di garantire la qualità delle misurazioni. Tuttavia, questo termine è applicabile anche nella forma del concetto di "supporto metrologico di un processo tecnologico (produzione, organizzazione)", che implica l'MO delle misurazioni (test o controllo) in un dato processo, produzione, organizzazione. L'oggetto di MO può essere considerato tutte le fasi del ciclo di vita (LC) di un prodotto (prodotto) o servizio, in cui il ciclo di vita è percepito come un insieme di processi sequenziali interconnessi di creazione e modifica dello stato di un prodotto dalla formulazione dei requisiti iniziali per esso fino alla fine dell'operazione o del consumo. Spesso, nella fase di sviluppo del prodotto, per ottenere un prodotto di alta qualità, viene effettuata una scelta di parametri controllati, standard di precisione, tolleranze, strumenti di misura, controllo e collaudo. E nel processo di sviluppo di MO, è consigliabile utilizzare un approccio sistematico, in cui il supporto specificato è considerato come una sorta di insieme di processi interconnessi, uniti da un obiettivo. Questo obiettivo è raggiungere la qualità di misurazione richiesta. Nella letteratura scientifica, di regola, si distinguono una serie di processi simili:

1) stabilire la gamma dei parametri misurati, nonché gli standard di accuratezza più appropriati per il controllo della qualità del prodotto e del processo;

2) studio di fattibilità e selezione di strumenti di misura, prove e controllo e definizione della loro nomenclatura razionale;

3) standardizzazione, unificazione e aggregazione delle apparecchiature di controllo e misurazione utilizzate;

4) sviluppo, implementazione e certificazione di moderni metodi di misurazione, test e controllo (MVI);

5) verifica, certificazione metrologica e calibrazione di KIO o controllo e misurazione, nonché apparecchiature di prova utilizzate in azienda;

6) controllo sulla produzione, lo stato, l'uso e la riparazione di KIO, nonché sull'esatta aderenza alle regole di metrologia e standard presso l'impresa;

7) partecipazione al processo di creazione e attuazione degli standard aziendali;

8) attuazione di standard internazionali, statali, di settore, nonché di altri documenti normativi dello standard statale;

9) effettuazione dell'esame metrologico dei progetti di documentazione progettuale, tecnologica e normativa;

10) analisi dello stato delle misurazioni, sviluppo sulla sua base e implementazione di varie misure per migliorare l'OM;

11) formazione dei dipendenti dei servizi e delle divisioni pertinenti dell'impresa per eseguire operazioni di controllo e misurazione.

L'organizzazione e lo svolgimento di tutti gli eventi del Ministero della Difesa è prerogativa dei servizi metrologici. Il supporto metrologico si basa su quattro livelli. In realtà, portano un nome simile nella letteratura scientifica: fondazioni. Quindi questo è il quadro scientifico, organizzativo, normativo e tecnico. Vorrei prestare particolare attenzione ai fondamenti organizzativi del supporto metrologico. I servizi organizzativi di supporto metrologico comprendono il Servizio Metrologico Statale e il Servizio Metrologico Dipartimentale.

Il Servizio metrologico statale, o in forma abbreviata GMS, è responsabile della fornitura di misurazioni metrologiche in Russia a livello intersettoriale e svolge anche attività di controllo e supervisione nel campo della metrologia. L'HMS include:

1) centri metrologici scientifici statali (GNMC), istituti di ricerca metrologica, che sono responsabili secondo il quadro legislativo per l'applicazione, l'archiviazione e la creazione di standard statali e lo sviluppo di regolamenti sul mantenimento dell'uniformità delle misurazioni nella forma fissa delle misurazioni;

2) organi dell'SMS sul territorio delle repubbliche che fanno parte della Federazione Russa, organi delle regioni autonome, organi dei distretti autonomi, regioni, territori, città di Mosca e San Pietroburgo.

L'attività principale degli organismi HMS è volta a garantire l'uniformità delle misurazioni nel Paese. Comprende la creazione di standard statali e secondari, lo sviluppo di sistemi per trasferire le dimensioni delle unità fotovoltaiche ai lavoratori SI, la supervisione statale sulle condizioni, l'uso, la produzione, la riparazione dell'SI, l'esame metrologico della documentazione e i tipi più importanti di prodotti, guida metodologica degli Stati membri delle persone giuridiche. L'HMS è gestito da Gosstandart.

Il servizio metrologico dipartimentale, che, secondo le disposizioni della legge "Sulla garanzia dell'uniformità delle misurazioni", può essere creato presso l'impresa per garantire l'OM, ​​deve essere guidato da un rappresentante dell'amministrazione che abbia le conoscenze e l'autorità appropriate. è obbligatorio. Alcune di queste aree di attività includono:

1) assistenza sanitaria, medicina veterinaria, tutela ambientale, mantenimento della sicurezza sul lavoro;

2) operazioni commerciali e accordi reciproci tra venditori e acquirenti, che, di norma, includono operazioni che utilizzano slot machine e altri dispositivi;

3) operazioni di contabilità di stato;

4) difesa dello Stato;

5) lavori geodetici e idrometeorologici;

6) operazioni bancarie, doganali, fiscali e postali;

7) produzione di prodotti forniti nell'ambito di contratti per le esigenze dello stato in conformità con il quadro legislativo della Federazione Russa;

8) controllo e test della qualità del prodotto per garantire la conformità ai requisiti obbligatori degli standard statali della Federazione Russa;

9) certificazione obbligatoria di beni e servizi;

10) misurazioni effettuate per conto di una serie di agenzie governative: tribunale, arbitrato, procura, autorità governative della Federazione Russa;

11) attività di registrazione relative a primati nazionali o internazionali in ambito sportivo. Il servizio metrologico di un organo di governo statale comprende i seguenti componenti:

1) divisioni strutturali del capo metrologo come parte dell'ufficio centrale dell'ente statale;

2) enti di testa e di base dei servizi metrologici nelle industrie e nei sottosettori, nominati dall'organo di gestione;

3) servizio metrologico di imprese, associazioni, enti e istituzioni.

Un'altra sezione importante del Ministero della Difesa sono i suoi fondamenti scientifici e metodologici. Quindi, il componente principale di queste basi sono i Centri metrologici scientifici statali (SRMC), che sono creati dalla struttura di imprese e organizzazioni o dalle loro divisioni strutturali sotto la giurisdizione dello standard statale, eseguendo varie operazioni sulla creazione, conservazione, miglioramento , uso e conservazione di standard statali di unità di quantità e, inoltre, sviluppo di regole normative al fine di garantire l'uniformità delle misurazioni, avendo nella sua composizione personale altamente qualificato. L'assegnazione dello status del Centro scientifico e di ricerca statale a qualsiasi impresa, di regola, non influisce sulla forma della sua proprietà e sulle forme organizzative e giuridiche, ma significa solo che sono inclusi nel gruppo di oggetti con forme speciali di sostegno statale. Le principali funzioni del GNMC sono le seguenti:

1) creazione, miglioramento, applicazione e conservazione di standard statali di unità di quantità;

2) svolgere ricerche applicate e fondamentali e sviluppi progettuali nel campo della metrologia, che possono includere la creazione di vari impianti sperimentali, misure iniziali e scale per garantire l'uniformità delle misurazioni;

3) trasferimento dagli standard statali dei dati iniziali sulle dimensioni delle unità di quantità;

4) eseguire prove di stato degli strumenti di misura;

5) sviluppo delle apparecchiature necessarie per l'HMS;

6) sviluppo e miglioramento dei fondamenti normativi, organizzativi, economici e scientifici delle attività volte a garantire l'uniformità delle misurazioni, a seconda della specializzazione;

7) interazione con il servizio metrologico degli organi esecutivi federali, organizzazioni e imprese che hanno lo status di persona giuridica;

8) fornire informazioni sull'uniformità delle misurazioni delle imprese e delle organizzazioni

9) organizzazione di vari eventi legati alle attività del GSPC, GSSSD e GSSO;

10) esame delle sezioni del Ministero della Difesa dei programmi federali e di altro tipo;

11) organizzazione di perizie metrologiche e misurazioni su richiesta di una serie di organi statali: tribunali, arbitrati, pubblici ministeri o organi esecutivi federali;

12) formazione e riqualificazione di personale altamente qualificato;

13) partecipazione al confronto degli standard statali con gli standard nazionali, disponibili in un certo numero di stati esteri, nonché partecipazione allo sviluppo di norme e regole internazionali.

Le attività del GNMC sono regolate dal Decreto del Governo della Federazione Russa del 12.02.94, n. 100.

Una componente importante del framework MO è, come accennato in precedenza, le istruzioni metodologiche e i documenti di orientamento, che significa documenti normativi di contenuto metodologico, sono sviluppati da organizzazioni subordinate al Gosstandart della Federazione Russa. Quindi, nel campo delle basi scientifiche e metodologiche del supporto metrologico, Gosstandart of Russia organizza:

1) condurre attività di ricerca e sviluppo nelle aree di attività assegnate, e stabilisce anche le regole per lo svolgimento di lavori di metrologia, standardizzazione, accreditamento e certificazione, nonché sul controllo e la supervisione statali nelle aree subordinate, fornisce indicazioni metodologiche per questi lavori ;

2) fornisce indicazioni metodologiche per la formazione nei settori della metrologia, della certificazione e della standardizzazione, stabilisce i requisiti per il grado di qualificazione e competenza del personale. Organizza la formazione, la riqualificazione e la formazione avanzata di specialisti.

13. Errore di misurazione

Nella pratica dell'uso delle misurazioni, la loro accuratezza diventa un indicatore molto importante, che è il grado di vicinanza dei risultati della misurazione a un certo valore effettivo, che viene utilizzato per un confronto qualitativo delle operazioni di misurazione. E come valutazione quantitativa, di regola, viene utilizzato l'errore di misurazione. Inoltre, minore è l'errore, maggiore è la precisione considerata.

Secondo la legge della teoria degli errori, se è necessario aumentare l'accuratezza del risultato (con l'errore sistematico escluso) di 2 volte, il numero di misurazioni deve essere aumentato di 4 volte; se è necessario aumentare la precisione di 3 volte, il numero di misurazioni viene aumentato di 9 volte, ecc.

Il processo di valutazione dell'errore di misurazione è considerato una delle misure più importanti per garantire l'uniformità delle misurazioni. Naturalmente, ci sono molti fattori che influenzano l'accuratezza della misurazione. Di conseguenza, qualsiasi classificazione degli errori di misurazione è piuttosto arbitraria, poiché spesso, a seconda delle condizioni del processo di misurazione, gli errori possono apparire in gruppi diversi. In questo caso, secondo il principio di dipendenza dalla forma, queste espressioni dell'errore di misura possono essere: assolute, relative e ridotte.

Inoltre, in base al segno di dipendenza dalla natura della manifestazione, le ragioni del verificarsi e la possibilità di eliminare l'errore di misurazione, possono essere componenti Allo stesso tempo, si distinguono i seguenti componenti dell'errore: sistematico e casuale.

La componente sistematica rimane costante o cambia con misurazioni successive dello stesso parametro.

La componente casuale cambia con modifiche ripetute dello stesso parametro in modo casuale. Entrambi i componenti dell'errore di misurazione (sia casuale che sistematico) vengono visualizzati contemporaneamente. Inoltre, il valore dell'errore casuale non è noto in anticipo, poiché può derivare da una serie di fattori non specificati.Questo tipo di errore non può essere completamente escluso, ma la loro influenza può essere in qualche modo ridotta elaborando i risultati della misurazione.

L'errore sistematico, e questa è la sua particolarità, se lo confrontiamo con l'errore casuale, che viene rilevato indipendentemente dalle sue fonti, è considerato dalle sue componenti in relazione alle fonti di occorrenza.

Le componenti dell'errore possono anche essere suddivise in: metodiche, strumentali e soggettive. Gli errori sistematici soggettivi sono associati alle caratteristiche individuali dell'operatore. Questo errore può verificarsi a causa di errori nella lettura delle letture o per inesperienza dell'operatore. Fondamentalmente, gli errori sistematici derivano dalle componenti metodologiche e strumentali. La componente metodologica dell'errore è determinata dall'imperfezione del metodo di misurazione, dai metodi di utilizzo del SI, dall'erroneità delle formule di calcolo e dall'arrotondamento dei risultati. La componente strumentale appare dovuta all'errore intrinseco del SI, determinato dalla classe di accuratezza, dall'influenza del SI sul totale e dalla risoluzione del SI. Esiste anche un concetto come "errori o errori grossolani", che possono apparire a causa di azioni errate dell'operatore, malfunzionamento dello strumento di misura o cambiamenti imprevisti nella situazione di misurazione. Tali errori, di regola, vengono rilevati nel processo di considerazione dei risultati della misurazione utilizzando criteri speciali. Un elemento importante di questa classificazione è la prevenzione degli errori, intesa come il modo più razionale per ridurre gli errori, ovvero eliminare l'influenza di qualsiasi fattore.

14. Tipi di errori

Si distinguono i seguenti tipi di errori:

1) errore assoluto;

2) errore relativo;

3) errore ridotto;

4) errore di base;

5) errore aggiuntivo;

6) errore sistematico;

7) errore casuale;

8) errore strumentale;

9) errore metodologico;

10) errore personale;

11) errore statico;

12) errore dinamico.

Gli errori di misurazione sono classificati secondo i seguenti criteri.

Secondo il metodo dell'espressione matematica, gli errori sono divisi in errori assoluti ed errori relativi.

In base all'interazione delle variazioni di tempo e del valore di input, gli errori sono suddivisi in errori statici ed errori dinamici.

Per la natura dell'aspetto, gli errori sono divisi in errori sistematici ed errori casuali.

Errore assolutoÈ un valore calcolato come differenza tra il valore di una grandezza ottenuta nel corso delle misurazioni e il valore attuale (effettivo) di una data grandezza.

L'errore assoluto viene calcolato utilizzando la seguente formula:

Q n = Q n? Q 0,

dove AQ n - errore assoluto;

Q n- il valore di una certa grandezza ottenuta durante la misurazione;

Q 0 - il valore della stessa grandezza, preso come base di confronto (valore reale).

Errore assoluto di misuraÈ un valore calcolato come differenza tra il numero che è il valore nominale della misura e il valore reale (reale) della misura riprodotta della grandezza.

Errore relativoÈ un numero che riflette il grado di precisione della misurazione.

L'errore relativo viene calcolato utilizzando la seguente formula:

dove? Q - errore assoluto;

Q 0 - il valore attuale (valido) del valore misurato.

Errore ridottoÈ un valore calcolato come rapporto tra l'errore assoluto e il valore di normalizzazione.

Il valore di normalizzazione è determinato come segue:

1) per gli strumenti di misura per i quali è stato approvato un valore nominale, tale valore nominale è assunto come valore normalizzante;

2) per gli strumenti di misura in cui il valore zero si trova al bordo della scala di misura o fuori scala, il valore di normalizzazione è assunto uguale al valore finale del campo di misura. Un'eccezione sono gli strumenti di misura con una scala di misurazione sostanzialmente irregolare;

3) per gli strumenti di misura in cui la tacca di zero si trova all'interno dell'intervallo di misurazione, il valore di normalizzazione viene assunto uguale alla somma dei valori numerici finali dell'intervallo di misurazione;

4) per gli strumenti di misura (strumenti di misura), in cui la scala è irregolare, il valore di normalizzazione è assunto pari all'intera lunghezza della scala di misura o alla lunghezza di quella parte di essa che corrisponde al campo di misura. L'errore assoluto viene quindi espresso in unità di lunghezza.

L'errore di misurazione include l'errore strumentale, l'errore metodologico e l'errore di lettura. Inoltre, l'errore di lettura si verifica a causa dell'imprecisione nella determinazione delle frazioni di divisione della scala di misurazione.

Errore strumentale- questo è un errore derivante da errori commessi nel processo di fabbricazione di parti funzionali di strumenti di misura.

Errore metodicoÈ un errore che si verifica per i seguenti motivi:

1) imprecisione nel costruire un modello del processo fisico su cui si basa lo strumento di misura;

2) uso scorretto degli strumenti di misura.

Errore soggettivo- questo è un errore derivante dal basso grado di qualificazione dell'operatore dello strumento di misura, nonché dall'errore degli organi visivi umani, ovvero la causa dell'errore soggettivo è il fattore umano.

Gli errori nell'interazione delle variazioni nel tempo e il valore di input sono suddivisi in errori statici e dinamici.

Errore statico- questo è un errore che si verifica nel processo di misurazione di un valore costante (non variabile nel tempo).

Errore dinamico- questo è un errore, il cui valore numerico è calcolato come differenza tra l'errore che si verifica quando si misura un valore di una variabile (variabile nel tempo) e un errore statico (errore nel valore del valore misurato in un certo punto volta).

Per la natura della dipendenza dell'errore dai valori di influenza, gli errori sono suddivisi in base e aggiuntivi.

Errore di baseÈ l'errore ottenuto in condizioni operative normali dello strumento di misura (ai valori normali delle grandezze d'influenza).

Errore aggiuntivoÈ un errore che si verifica quando i valori delle quantità che influenzano non corrispondono ai loro valori normali o se la quantità che influenza attraversa i confini dell'intervallo dei valori normali.

Condizioni normali- si tratta di condizioni in cui tutti i valori delle grandezze d'influenza sono normali o non vanno oltre i limiti dell'intervallo dei valori normali.

Condizioni di lavoro- si tratta di condizioni in cui la variazione delle grandezze d'influenza ha un intervallo più ampio (i valori d'influenza non vanno oltre i limiti dell'intervallo di valori di lavoro).

Intervallo di lavoro della quantità di influenza- questo è l'intervallo di valori in cui viene eseguita la normalizzazione dei valori dell'errore aggiuntivo.

Per la natura della dipendenza dell'errore dal valore di input, gli errori sono divisi in additivi e moltiplicativi.

Errore additivoÈ un errore che si verifica a causa della somma di valori numerici e non dipende dal valore del valore misurato preso in modulo (assoluto).

Errore moltiplicativoÈ un errore che cambia insieme a un cambiamento nei valori della quantità misurata.

Va notato che il valore dell'errore additivo assoluto non è correlato al valore del valore misurato e alla sensibilità dello strumento di misura. Gli errori additivi assoluti rimangono invariati sull'intero campo di misura.

Il valore dell'errore additivo assoluto determina il valore minimo di una grandezza misurabile da uno strumento di misura.

I valori degli errori moltiplicativi cambiano in proporzione alle variazioni dei valori della grandezza misurata. I valori degli errori moltiplicativi sono anche proporzionali alla sensibilità dello strumento di misura L'errore moltiplicativo deriva dall'influenza delle grandezze influenzanti sulle caratteristiche parametriche degli elementi del dispositivo.

Gli errori che possono sorgere durante la valutazione sono classificati in base alla natura del loro verificarsi. Assegna:

1) errori sistematici;

2) errori casuali.

Durante il processo di misurazione possono comparire anche errori grossolani e errori.

Errore sistematico- Questa è una componente dell'intero errore del risultato della misurazione, che non cambia o cambia regolarmente con misurazioni ripetute della stessa quantità. Di solito, cercano di eliminare l'errore sistematico con metodi possibili (ad esempio, utilizzando metodi di misurazione che riducono la probabilità che si verifichi), ma se l'errore sistematico non può essere escluso, viene calcolato prima dell'inizio delle misurazioni e delle correzioni corrispondenti sono fatte per il risultato della misurazione. Nel processo di standardizzazione dell'errore sistematico, vengono determinati i limiti dei suoi valori consentiti. L'errore sistematico determina la correttezza delle misurazioni degli strumenti di misura (proprietà metrologica).

In alcuni casi, gli errori sistematici possono essere determinati sperimentalmente. Il risultato della misurazione può quindi essere perfezionato introducendo una correzione.

I metodi per eliminare gli errori sistematici sono divisi in quattro tipi:

1) eliminazione delle cause e delle fonti di errore prima dell'inizio delle misurazioni;

2) eliminazione degli errori nel processo di misurazione già iniziato con metodi di sostituzione, compensazione di errori di segno, opposizioni, osservazioni simmetriche;

3) correzione dei risultati della misurazione mediante correzione (eliminazione degli errori mediante calcoli);

4) determinazione dei limiti di errore sistematico se non eliminabile.

Eliminazione delle cause e delle fonti di errore prima di iniziare le misurazioni. Questo metodo è l'opzione più ottimale, poiché il suo utilizzo semplifica l'ulteriore corso di misurazioni (non è necessario escludere errori nel processo di una misurazione già iniziata o apportare correzioni al risultato ottenuto).

Per eliminare errori sistematici nel processo di misurazione già iniziata, vengono utilizzati vari metodi.

Modalità di introduzione degli emendamenti si basa sulla conoscenza dell'errore sistematico e delle leggi attuali del suo cambiamento. Quando si utilizza questo metodo, vengono apportate correzioni al risultato della misurazione ottenuto con errori sistematici, uguali in grandezza a questi errori, ma di segno opposto.

Metodo di sostituzione consiste nel fatto che il valore misurato è sostituito da una misura posta nelle stesse condizioni in cui si trovava l'oggetto misurato. Il metodo di sostituzione viene utilizzato quando si misurano i seguenti parametri elettrici: resistenza, capacità e induttanza.

Metodo di compensazione dell'errore con il segno consiste nel fatto che le misurazioni vengono eseguite due volte in modo che l'errore, di entità sconosciuta, venga incluso nei risultati della misurazione con il segno opposto.

Metodo di opposizioneè simile al metodo di compensazione del segno. Questo metodo consiste nel fatto che le misurazioni vengono eseguite due volte in modo che la fonte di errore nella prima misurazione agisca in modo opposto sul risultato della seconda misurazione.

Errore casuale- questa è una componente dell'errore del risultato della misurazione che cambia in modo casuale, irregolarmente quando vengono eseguite misurazioni ripetute della stessa quantità. La comparsa di un errore casuale non può essere prevista e prevista. Un errore casuale non può essere completamente eliminato; distorce sempre in una certa misura i risultati della misurazione finale. Ma puoi rendere il risultato della misurazione più accurato effettuando misurazioni ripetute. La ragione dell'errore casuale può essere, ad esempio, un cambiamento casuale di fattori esterni che influenzano il processo di misurazione. L'errore accidentale durante l'esecuzione di più misurazioni con un grado di precisione sufficientemente elevato porta alla dispersione dei risultati.

Errori grossolani ed errori grossolani- si tratta di errori molto superiori agli errori sistematici e casuali assunti nelle date condizioni di misura. Possono verificarsi errori grossolani e errori grossolani a causa di errori grossolani nel processo di misurazione, malfunzionamento tecnico dello strumento di misura e cambiamenti imprevisti nelle condizioni esterne.

15. Qualità degli strumenti di misura

Qualità dello strumento di misura- questo è il livello di conformità del dispositivo allo scopo previsto. Pertanto, la qualità di un dispositivo di misurazione è determinata da quanto bene viene raggiunto lo scopo della misurazione utilizzando il dispositivo di misurazione.

Lo scopo principale della misurazione- si tratta di ottenere informazioni affidabili e precise sull'oggetto della misurazione.

Per determinare la qualità del dispositivo, è necessario considerare le seguenti caratteristiche:

1) costante del dispositivo;

2) la sensibilità del dispositivo;

3) la soglia di sensibilità del dispositivo di misura;

4) la precisione del dispositivo di misurazione.

Costante del dispositivo- questo è un numero moltiplicato per il conteggio per ottenere il valore desiderato della grandezza misurata, cioè le letture dello strumento. La costante del dispositivo in alcuni casi è impostata come il valore di una divisione della scala, che è il valore del valore misurato corrispondente a una divisione.

Sensibilità del dispositivo- questo è un numero nel cui numeratore è il valore del movimento lineare o angolare del puntatore (se stiamo parlando di un dispositivo di misurazione digitale, allora il numeratore avrà un cambiamento nel valore numerico e nel denominatore lì sarà un cambiamento nel valore misurato che ha causato questo movimento (o un cambiamento nel valore numerico)) ...

Soglia di sensibilità dello strumento di misura- un numero che è il valore minimo del valore misurato che il dispositivo può fissare.

Precisione dello strumento di misuraÈ una caratteristica che esprime il grado di conformità dei risultati della misurazione al valore attuale della grandezza misurata. La precisione del misuratore è determinata impostando i limiti inferiore e superiore dell'errore massimo possibile.

È praticato suddividere i dispositivi in ​​classi di precisione, in base al valore dell'errore ammissibile.

Classe di precisione degli strumenti di misura- questa è una caratteristica generalizzante degli strumenti di misura, che è determinata dai confini degli errori ammissibili principali e aggiuntivi e da altre caratteristiche che determinano l'accuratezza Le classi di accuratezza di un certo tipo di strumenti di misura sono approvate nella documentazione normativa. Inoltre, per ogni singola classe di accuratezza, vengono approvati determinati requisiti per le caratteristiche metrologiche.La combinazione delle caratteristiche metrologiche stabilite determina il grado di accuratezza di uno strumento di misura appartenente ad una data classe di accuratezza.

La classe di precisione di uno strumento di misura è determinata nel processo del suo sviluppo. Poiché le caratteristiche metrologiche di solito si deteriorano durante il funzionamento, è possibile, in base ai risultati della calibrazione (verifica) dello strumento di misura, abbassarne la classe di precisione.

16. Errori degli strumenti di misura

Gli errori degli strumenti di misura sono classificati secondo i seguenti criteri:

1) per via espressiva;

2) dalla natura della manifestazione;

3) in relazione alle condizioni d'uso. Secondo il modo di espressione, si distinguono gli errori assoluti e relativi.

L'errore assoluto si calcola con la formula:

?Q n = Q n? Q 0,

dove ? Q n - errore assoluto dello strumento di misura testato;

Q n- il valore di una certa grandezza ottenuta utilizzando lo strumento di misura testato;

Q 0 - il valore della stessa grandezza, preso come base di confronto (valore reale).

L'errore relativo è un numero che riflette il grado di accuratezza di uno strumento di misura. L'errore relativo viene calcolato utilizzando la seguente formula:

dove ? Q - errore assoluto;

Q 0 - il valore attuale (valido) del valore misurato.

L'errore relativo è espresso in percentuale.

Per la natura della manifestazione, gli errori sono divisi in casuali e sistematici.

In relazione alle condizioni di applicazione, gli errori sono suddivisi in base e aggiuntivi.

Errore di base degli strumenti di misuraÈ un errore che viene determinato se gli strumenti di misura vengono utilizzati in condizioni normali.

Errore aggiuntivo degli strumenti di misura- questa è una componente dell'errore dello strumento di misura, che si verifica inoltre se una qualsiasi delle grandezze influenti supera il suo valore normale.

17. Supporto metrologico dei sistemi di misura

Supporto metrologico- questa è l'approvazione e l'uso di fondamenti scientifici, tecnici e organizzativi, dispositivi tecnici, norme e standard al fine di garantire l'uniformità e l'accuratezza specificata delle misurazioni. Il supporto metrologico nel suo aspetto scientifico si basa sulla metrologia.

Si possono distinguere i seguenti obiettivi del supporto metrologico:

1) ottenere prodotti di qualità superiore;

2) assicurare la massima efficienza del sistema contabile;

3) fornitura di misure preventive, diagnostiche e terapeutiche;

4) garantire un'efficace gestione della produzione;

5) garantire un elevato livello di efficienza del lavoro scientifico e degli esperimenti;

6) garantire un maggior grado di automazione nel campo della gestione dei trasporti;

7) assicurare l'effettivo funzionamento del sistema di regolazione e controllo delle condizioni di lavoro e di vita;

8) migliorare la qualità della vigilanza ambientale;

9) migliorare la qualità e aumentare l'affidabilità della comunicazione;

10) fornire un sistema efficace per la valutazione delle varie risorse naturali.

Supporto metrologico di dispositivi tecnici- esso

un insieme di mezzi scientifici e tecnici, misure organizzative e misure attuate dalle istituzioni competenti al fine di raggiungere l'unità e l'accuratezza richiesta delle misurazioni, nonché le caratteristiche stabilite dei dispositivi tecnici.

Sistema di misura- uno strumento di misura, che è una combinazione di misure, MT, strumenti di misura e altri, che svolgono funzioni simili, situati in parti diverse di un determinato spazio e destinati a misurare un certo numero di grandezze fisiche in un dato spazio.

I sistemi di misura sono utilizzati per:

1) le caratteristiche tecniche dell'oggetto di misura, ottenute effettuando trasformazioni di misura di un certo numero di grandezze dinamicamente variabili nel tempo e distribuite nello spazio;

2) elaborazione automatizzata dei risultati di misurazione ottenuti;

3) registrazione dei risultati di misurazione ottenuti e dei risultati della loro elaborazione automatizzata;

4) traduzione dei dati in segnali di uscita del sistema. Il supporto metrologico dei sistemi di misura implica:

1) determinazione e standardizzazione delle caratteristiche metrologiche per i canali di misura;

2) verifica della documentazione tecnica per la conformità alle caratteristiche metrologiche;

3) effettuare prove di sistemi di misura per stabilirne la tipologia di appartenenza;

4) eseguire prove per determinare la conformità del sistema di misura al tipo stabilito;

5) certificazione dei sistemi di misura;

6) Taratura (verifica) dei sistemi di misura;

7) assicurare il controllo metrologico sulla produzione e sull'utilizzo dei sistemi di misura.

Canale di misura del sistema di misuraÈ una parte di un sistema di misurazione, tecnicamente o funzionalmente separato, progettato per svolgere una determinata funzione di terminazione (ad esempio, percepire una quantità misurata o ottenere un numero o un codice risultante dalle misurazioni di tale quantità). Condividere:

1) semplici canali di misura;

2) canali di misura complessi.

Canale di misura sempliceÈ un canale che utilizza un metodo di misurazione diretto implementato tramite conversioni di misurazione ordinate.

In un canale di misura complesso, la parte primaria e la parte secondaria sono separate. Nella parte principale, un canale di misura complesso è una combinazione di più canali di misura semplici. I segnali provenienti dall'uscita di semplici canali di misura della parte primaria vengono utilizzati per misure indirette, aggregate o congiunte o per ottenere un segnale proporzionale al risultato della misura nella parte secondaria.

Componente di misura di un sistema di misuraÈ uno strumento di misura con caratteristiche metrologiche normalizzate separatamente. Un esempio di componente di misurazione di un sistema di misurazione è un dispositivo di misurazione. I componenti di misurazione del sistema di misurazione includono anche dispositivi di calcolo analogici (dispositivi che eseguono conversioni di misurazione). I dispositivi di elaborazione analogica appartengono a un gruppo di dispositivi con uno o più ingressi.

I componenti di misura dei sistemi di misura sono dei seguenti tipi.

Componente leganteÈ un dispositivo tecnico o un elemento dell'ambiente utilizzato per lo scambio di segnali contenenti informazioni sul valore misurato tra i componenti del sistema di misura con la minima distorsione possibile. Un esempio di un componente di collegamento è una linea telefonica, una linea di alimentazione ad alta tensione e dispositivi adattatori.

Componente di calcoloÈ un dispositivo digitale (parte di un dispositivo digitale) progettato per eseguire calcoli con software installato. La componente computazionale viene utilizzata per calcolare

dei risultati delle misurazioni (dirette, indirette, congiunte, aggregate), che sono un numero o un codice corrispondente, i calcoli vengono effettuati sulla base dei risultati delle trasformazioni primarie nel sistema di misurazione. La componente informatica svolge anche operazioni logiche e di coordinamento del sistema di misura.

Componente complessoÈ un componente di un sistema di misurazione, che è un insieme di componenti tecnicamente o geograficamente uniti. Un componente complesso completa le trasformazioni di misurazione, nonché le operazioni computazionali e logiche approvate nell'algoritmo accettato per l'elaborazione dei risultati di misurazione per altri scopi.

Componente di supportoÈ un dispositivo tecnico progettato per garantire il normale funzionamento del sistema di misurazione, ma non partecipa al processo di conversione delle misurazioni.

Secondo i GOST pertinenti, le caratteristiche metrologiche del sistema di misurazione devono essere necessariamente normalizzate per ciascun canale di misurazione incluso nel sistema di misurazione, nonché per i componenti complessi e di misurazione del sistema di misurazione.

Di norma, il produttore del sistema di misura definisce standard generali per le caratteristiche metrologiche dei canali di misura del sistema di misura.

Le caratteristiche metrologiche standardizzate dei canali di misura del sistema di misura sono progettate per:

1) garantire la determinazione dell'errore di misurazione utilizzando canali di misurazione in condizioni operative;

2) assicurare un controllo efficace sulla conformità del canale di misura del sistema di misura alle caratteristiche metrologiche normalizzate durante il collaudo del sistema di misura. Se la determinazione o il controllo delle caratteristiche metrologiche del canale di misura del sistema di misura non può essere effettuato sperimentalmente per l'intero canale di misura, viene eseguita la normalizzazione delle caratteristiche metrologiche per i componenti del canale di misura. Inoltre, la combinazione di queste parti dovrebbe rappresentare un intero canale di misura

È possibile normalizzare le caratteristiche dell'errore come le caratteristiche metrologiche del canale di misura del sistema di misura sia in condizioni normali di utilizzo dei componenti di misura sia in condizioni operative per le quali tale combinazione di fattori di influenza è caratteristica, in cui il modulo del valore numerico delle caratteristiche dell'errore del canale di misura ha il massimo valore possibile. Per una maggiore efficienza, per combinazioni intermedie di fattori di influenza, vengono normalizzate anche le caratteristiche di errore del canale di misura. Queste caratteristiche dell'errore dei canali di misura del sistema di misura devono essere verificate calcolandole secondo le caratteristiche metrologiche dei componenti del sistema di misura, che rappresentano il canale di misura nel suo insieme. Inoltre, i valori calcolati delle caratteristiche dell'errore dei canali di misura potrebbero non essere verificati sperimentalmente. Tuttavia, è imperativo che le caratteristiche metrologiche siano monitorate per tutte le parti costitutive (componenti) del sistema di misurazione, le cui norme sono i dati iniziali nel calcolo.

Le caratteristiche metrologiche normalizzate di componenti complessi e componenti di misura devono:

1) assicurare la determinazione delle caratteristiche dell'errore dei canali di misura del sistema di misura nelle condizioni operative di utilizzo utilizzando le caratteristiche metrologiche normalizzate dei componenti;

2) assicurare l'attuazione di un controllo efficace su tali componenti nel processo di prove effettuate per stabilirne la tipologia, e la verifica della rispondenza alle caratteristiche metrologiche standardizzate. Per i componenti computazionali del sistema di misura, se il loro software non è stato preso in considerazione nel processo di standardizzazione delle caratteristiche metrologiche, vengono normalizzati gli errori di calcolo, la cui fonte è il funzionamento del software (algoritmo di calcolo, sua implementazione software). Per le componenti computazionali del sistema di misura possono essere normalizzate anche altre caratteristiche, purché si tenga conto delle specificità della componente computazionale, che possono influenzare le caratteristiche delle parti componenti l'errore del canale di misura (caratteristiche del componente dell'errore), se l'errore del componente deriva dall'uso di questo programma per l'elaborazione dei risultati delle misurazioni.

La documentazione tecnica per il funzionamento del sistema di misura deve includere una descrizione dell'algoritmo e del programma che opera secondo l'algoritmo descritto. Questa descrizione dovrebbe consentire di calcolare le caratteristiche di errore dei risultati di misura utilizzando le caratteristiche di errore del componente del canale di misura del sistema di misura posto davanti al componente di calcolo.

Per i componenti di collegamento del sistema di misura sono standardizzati due tipi di caratteristiche:

1) caratteristiche che forniscono un tale valore della componente di errore del canale di misura causato dalla componente di accoppiamento, che può essere trascurato;

2) caratteristiche che consentono di determinare il valore della componente di errore del canale di misura causata dalla componente di collegamento.

18. Scelta degli strumenti di misura

Quando si scelgono gli strumenti di misura, prima di tutto, dovrebbe essere preso in considerazione il valore di errore consentito per questa misurazione, stabilito nei documenti normativi pertinenti.

Se l'errore consentito non è previsto nei documenti normativi pertinenti, l'errore di misurazione massimo consentito dovrebbe essere regolato nella documentazione tecnica del prodotto.

Quando si scelgono gli strumenti di misura, è necessario tenere conto anche di quanto segue:

1) deviazioni ammissibili;

2) metodi di misurazione e metodi di controllo. Il criterio principale per la scelta degli strumenti di misura è la conformità degli strumenti di misura ai requisiti dell'affidabilità delle misurazioni, ottenendo valori reali (reali) delle quantità misurate con una data accuratezza con tempi e costi di materiale minimi.

Per la scelta ottimale degli strumenti di misura è necessario disporre dei seguenti dati iniziali:

1) il valore nominale della grandezza misurata;

2) il valore della differenza tra il valore massimo e minimo del valore misurato, disciplinato nella documentazione normativa;

3) informazioni sulle condizioni di misura.

Se è necessario scegliere un sistema di misura, guidato dal criterio di accuratezza, il suo errore dovrebbe essere calcolato come la somma degli errori di tutti gli elementi del sistema (misure, strumenti di misura, trasduttori di misura), in conformità con la legge stabilita per ogni sistema.

La selezione preliminare degli strumenti di misura viene effettuata secondo il criterio di accuratezza e nella selezione finale degli strumenti di misura devono essere presi in considerazione i seguenti requisiti:

1) all'area di lavoro dei valori delle grandezze che influenzano il processo di misurazione;

2) alle dimensioni dello strumento di misura;

3) alla massa dello strumento di misura;

4) alla progettazione dello strumento di misura.

Quando si scelgono gli strumenti di misura, è necessario tenere conto della preferenza degli strumenti di misura standardizzati.

19. Metodi per determinare e contabilizzare gli errori

I metodi per determinare e contabilizzare gli errori di misurazione sono utilizzati al fine di:

1) in base ai risultati della misurazione, ottenere il valore reale (reale) del valore misurato;

2) determinare l'accuratezza dei risultati ottenuti, ovvero il grado della loro conformità al valore attuale (effettivo).

Nel processo di determinazione e contabilizzazione degli errori, vengono valutati:

1) aspettativa matematica;

2) deviazione standard.

Stima puntuale del parametro(aspettativa matematica o deviazione standard) è una stima di un parametro che può essere espresso come un singolo numero. La stima puntuale è una funzione dei dati sperimentali e, quindi, essa stessa dovrebbe essere una variabile casuale distribuita secondo una legge dipendente dalla legge di distribuzione per i valori della variabile casuale iniziale La legge di distribuzione dei valori di stima puntuale dipenderà anche dal parametro oggetto di stima e dal numero di prove (esperimenti).

La valutazione dei punti è dei seguenti tipi:

1) stima puntuale imparziale;

2) stima puntuale efficace;

3) stima puntuale coerente.

Stima del punto imparzialeÈ una stima del parametro di errore, la cui aspettativa matematica è uguale a questo parametro.

Stima del punto effettivoÈ una stima puntuale. la cui varianza è inferiore alla varianza di qualsiasi altra stima di questo parametro.

Stima del punto solidoÈ una stima che, all'aumentare del numero di prove, tende al valore del parametro oggetto di valutazione.

I principali metodi per determinare i voti:

1) metodo della massima verosimiglianza (metodo di Fisher);

2) il metodo dei minimi quadrati.

1. Metodo della massima verosimiglianza si basa sull'idea che le informazioni sul valore effettivo del misurando e sulla dispersione dei risultati di misura ottenuti attraverso osservazioni multiple siano contenute in più osservazioni.

Il metodo della massima verosimiglianza consiste nel trovare stime in corrispondenza delle quali la funzione di verosimiglianza passa per il suo massimo.

Stime di massima verosimiglianza Sono stime della deviazione standard e stime del valore reale.

Se gli errori casuali sono distribuiti secondo la legge di distribuzione normale, la stima di massima verosimiglianza per il valore vero è la media aritmetica dei risultati dell'osservazione e la stima della varianza è la media aritmetica dei quadrati delle deviazioni dei valori da l'aspettativa matematica

Il vantaggio delle stime di massima verosimiglianza è che i dati di stima:

1) asintoticamente imparziale;

2) asintoticamente efficace;

3) distribuito asintoticamente secondo la legge normale.

2. Metodo dei minimi quadrati consiste nel fatto che da una certa classe di stime si prende la stima con la minima varianza (la più efficace). Di tutte le stime lineari del valore effettivo, dove sono presenti alcune costanti, solo la media aritmetica si riduce al valore più piccolo della varianza. A tal proposito, purché i valori degli errori casuali siano distribuiti secondo la legge di distribuzione normale, le stime ottenute utilizzando il metodo dei minimi quadrati sono identiche alle stime di massima verosimiglianza. La stima dei parametri mediante intervalli viene effettuata trovando intervalli di confidenza entro i quali si trovano i valori effettivi dei parametri stimati con determinate probabilità.

Limite di confidenza della deviazione casuale Numero che rappresenta la lunghezza dell'intervallo di confidenza dimezzato.

Con un numero sufficientemente elevato di test, l'intervallo di confidenza diminuisce in modo significativo. Se il numero di prove aumenta, è accettabile aumentare il numero di intervalli di confidenza.

Rilevamento di errori grossolani

Errori grossolani- si tratta di errori molto superiori agli errori sistematici e casuali assunti nelle date condizioni di misura. Possono verificarsi errori grossolani e errori grossolani a causa di errori grossolani nel processo di misurazione, malfunzionamento tecnico dello strumento di misura e cambiamenti imprevisti nelle condizioni esterne. Per escludere errori grossolani, si consiglia di determinare approssimativamente il valore del valore misurato prima di iniziare le misurazioni.

Se, durante le misurazioni, si scopre che il risultato di una singola osservazione è molto diverso dagli altri risultati ottenuti, è imperativo stabilire le ragioni di questa differenza. I risultati ottenuti con differenze drastiche possono essere scartati e il valore rimisurato. Tuttavia, in alcuni casi, scartare tali risultati può causare una distorsione di dispersione percettibile in una serie di misurazioni. A questo proposito, si raccomanda di non scartare risultati sconsideratamente diversi, ma di integrarli con i risultati di misurazioni ripetute.

Se è necessario escludere errori grossolani nel processo di elaborazione dei risultati ottenuti, quando non è più possibile correggere le condizioni di misurazione ed eseguire misurazioni ripetute, vengono utilizzati metodi statistici.

Il metodo generale di verifica delle ipotesi statistiche consente di scoprire se c'è un errore grossolano in un determinato risultato di misurazione.

20. Elaborazione e presentazione dei risultati delle misurazioni

Le misurazioni sono generalmente one-shot. In condizioni normali, la loro precisione è sufficiente.

Il risultato di una singola misurazione è presentato nella forma seguente:

dove sì io- valore della i-esima lettura;

io - emendamento.

L'errore nel risultato di una singola misurazione viene determinato al momento dell'approvazione del metodo di misurazione.

Nel processo di elaborazione dei risultati della misurazione vengono utilizzati vari tipi di legge di distribuzione (legge di distribuzione normale, legge di distribuzione uniforme, legge di distribuzione di correlazione) della quantità misurata (in questo caso è considerata casuale).

Elaborazione dei risultati delle misure dirette uguali Misure dirette- si tratta di misurazioni mediante le quali si ottiene direttamente il valore della grandezza misurata.Le misurazioni dirette e tra loro indipendenti di una certa grandezza sono dette uguali o ugualmente disperse, ed i risultati di queste misurazioni possono considerarsi casuali e distribuiti secondo la stessa legge di distribuzione.

Di solito, quando si elaborano i risultati di misurazioni dirette e ugualmente accurate, si presume che i risultati e gli errori di misurazione siano distribuiti secondo la normale legge di distribuzione.

Dopo aver rimosso i calcoli, il valore dell'aspettativa matematica viene calcolato dalla formula:

dove x io- il valore del valore misurato;

n- il numero di misurazioni effettuate.

Quindi, se viene determinato l'errore sistematico, il suo valore viene sottratto dal valore calcolato dell'aspettativa matematica.

Quindi viene calcolato il valore della deviazione standard dei valori del valore misurato dall'aspettativa matematica.

Algoritmo per l'elaborazione dei risultati di più misurazioni uguali

Se è noto un errore sistematico, deve essere escluso dai risultati della misurazione.

Calcolare l'aspettativa matematica dei risultati della misurazione. La media aritmetica è generalmente considerata come l'aspettativa matematica.

Imposta la quantità di errore casuale (deviazione dalla media aritmetica) del risultato di una singola misurazione.

Calcola la varianza dell'errore casuale. Calcola la deviazione standard del risultato della misurazione.

Verificare l'ipotesi che i risultati della misurazione siano distribuiti secondo la legge normale.

Trova il valore dell'intervallo di confidenza e l'errore di confidenza.

Determinare il valore dell'errore di entropia e del coefficiente di entropia.

21. Verifica e taratura degli strumenti di misura

Taratura degli strumenti di misuraÈ un insieme di azioni e operazioni che determinano e confermano i valori reali (effettivi) delle caratteristiche metrologiche e (o) l'idoneità degli strumenti di misura che non sono soggetti a controllo metrologico statale.

L'idoneità di uno strumento di misura è una caratteristica determinata dalla conformità delle caratteristiche metrologiche di uno strumento di misura ai requisiti tecnici approvati (nei documenti normativi o dal cliente) Il laboratorio di taratura determina l'idoneità di uno strumento di misura.

La calibrazione ha modificato la verifica e la certificazione metrologica degli strumenti di misura, che sono state eseguite solo dagli organi del servizio metrologico statale. La taratura, a differenza della verifica e certificazione metrologica degli strumenti di misura, può essere effettuata da qualsiasi servizio metrologico, purché abbia la capacità di fornire le condizioni appropriate per la taratura. La calibrazione viene eseguita su base volontaria e può essere eseguita anche dal servizio metrologico dell'impresa.

Tuttavia, il servizio metrologico dell'impresa è obbligato a soddisfare determinati requisiti. Il requisito principale per il servizio metrologico è garantire la conformità dello strumento di misura funzionante allo standard statale, ovvero la calibrazione fa parte del sistema nazionale per garantire l'uniformità delle misurazioni.

Esistono quattro metodi di verifica (calibrazione) degli strumenti di misura:

1) il metodo di confronto diretto con la norma;

2) il metodo di confronto tramite computer;

3) il metodo delle misurazioni dirette della grandezza;

4) il metodo delle misurazioni indirette della grandezza.

Metodo di confronto diretto con lo standard strutture

le misurazioni soggette a calibrazione, con uno standard appropriato di una certa categoria, viene praticato per vari strumenti di misura in aree quali misurazioni elettriche, misurazioni magnetiche, determinazione di tensione, frequenza e corrente. Questo metodo si basa sulla misurazione della stessa grandezza fisica da parte di un dispositivo calibrato (verificato) e di un dispositivo di riferimento contemporaneamente. L'errore del dispositivo calibrato (verificato) è calcolato come differenza tra le letture del dispositivo calibrato e del dispositivo di riferimento (cioè, le letture del dispositivo di riferimento sono prese come il valore reale della grandezza fisica misurata).

Vantaggi del metodo di confronto diretto con la norma di riferimento:

1) semplicità;

2) visibilità;

3) la possibilità di calibrazione automatica (verifica);

4) la capacità di eseguire la calibrazione utilizzando un numero limitato di strumenti e apparecchiature.

Metodo di confronto assistito da computer effettuato utilizzando un comparatore - un dispositivo speciale mediante il quale vengono confrontate le letture dello strumento di misura calibrato (verificato) e le letture dello strumento di misura standard. La necessità di utilizzare un comparatore è dovuta all'impossibilità di effettuare un confronto diretto delle letture di strumenti di misura che misurano la stessa grandezza fisica. Il comparatore può essere uno strumento di misura che percepisce ugualmente i segnali dello strumento di misura di riferimento e del dispositivo calibrato (verificato). Il vantaggio di questo metodo è la coerenza nel tempo del confronto dei valori.

Metodo di misurazione diretto viene utilizzato nei casi in cui è possibile confrontare lo strumento di misura tarato con quello di riferimento entro i limiti di misura stabiliti. Il metodo di misurazione diretta si basa sullo stesso principio del metodo di confronto diretto. La differenza tra questi metodi è che utilizzando il metodo di misurazione diretta, viene effettuato un confronto in tutti i punti numerici di ciascun intervallo (sottointervallo).

Metodo di misurazione indiretta Viene utilizzato nei casi in cui i valori reali (effettivi) delle grandezze fisiche misurate non possono essere ottenuti tramite misurazioni dirette o quando le misurazioni indirette hanno una precisione maggiore rispetto alle misurazioni dirette. Quando si utilizza questo metodo, per ottenere il valore desiderato, cercare prima i valori delle quantità associate al valore desiderato da una dipendenza funzionale nota. E poi, sulla base di questa dipendenza, il valore desiderato viene trovato mediante calcolo. Il metodo di misurazione indiretta viene solitamente utilizzato negli impianti di calibrazione (verifica) automatizzati.

Affinché il trasferimento delle dimensioni delle unità di misura agli strumenti di lavoro dagli standard delle unità di misura possa essere eseguito senza grandi errori, vengono elaborati e applicati diagrammi di verifica.

Grafici di verifica- si tratta di un documento normativo che approva la subordinazione degli strumenti di misura che partecipano al processo di trasferimento della dimensione di un'unità di misura di una grandezza fisica da uno standard a strumenti di misura funzionanti mediante determinate modalità e con l'indicazione della errore. Gli schemi di verifica approvano la subordinazione metrologica dello standard statale, degli standard di scarico e degli strumenti di misurazione.

Gli schemi di verifica si dividono in:

1) diagrammi di verifica dello stato;

2) schemi di verifica dipartimentali;

3) diagrammi di verifica locale.

Grafici di verifica dello stato sono stabilite e valide per tutti gli strumenti di misura di un certo tipo utilizzati all'interno del Paese.

Grafici di verifica dipartimentali sono installati ed operano su strumenti di misura di una determinata grandezza fisica, previa verifica dipartimentale. Le carte di verifica dipartimentale non devono entrare in conflitto con le carte di verifica statale se sono stabilite per strumenti di misura delle stesse grandezze fisiche.Le carte di verifica dipartimentale possono essere stabilite in assenza di una carta di verifica statale. Negli schemi di verifica di reparto è possibile indicare direttamente alcune tipologie di strumenti di misura.

Grafici di verifica locali sono utilizzati dai servizi metrologici dei ministeri e sono validi anche per gli strumenti di misura delle imprese ad essi subordinate. Uno schema di verifica locale può applicarsi agli strumenti di misura utilizzati in una determinata impresa.Gli schemi di verifica locale devono necessariamente soddisfare i requisiti di subordinazione approvati dallo schema di verifica statale. Gli istituti di ricerca del Gosstandart della Federazione Russa sono impegnati nella stesura dei grafici di calibrazione statali Gli istituti di ricerca del Gosstandart sono i proprietari degli standard statali.

Le carte di verifica dipartimentali e le carte di verifica locali sono presentate sotto forma di disegni.

I grafici di calibrazione statali sono stabiliti dallo standard statale della Federazione Russa e i grafici di calibrazione locali sono stabiliti dai servizi metrologici o dai capi delle imprese.

Lo schema di verifica approva la procedura per trasferire la dimensione delle unità di misura di una o più grandezze fisiche dagli standard statali agli strumenti di misura funzionanti. La tabella di verifica dovrebbe contenere almeno due fasi di trasferimento della dimensione delle unità di misura.

I disegni che rappresentano lo schema di verifica devono riportare:

1) nomi degli strumenti di misura;

2) i nomi dei metodi di verifica;

3) valori nominali delle grandezze fisiche;

4) intervalli di valori nominali di grandezze fisiche;

5) valori ammissibili di errori degli strumenti di misura;

6) valori ammissibili di errori dei metodi di verifica.

22. Base giuridica per il supporto metrologico. Le principali disposizioni della legge della Federazione Russa "Sulla garanzia dell'uniformità delle misurazioni"

Unità di misuraÈ una caratteristica del processo di misurazione, il che significa che i risultati della misurazione sono espressi in unità di misura stabilite e legalmente accettate e la valutazione dell'accuratezza della misurazione ha un livello di confidenza appropriato.

Principi fondamentali dell'uniformità di misura:

1) determinazione delle grandezze fisiche con l'uso obbligatorio di standard statali;

2) l'uso di strumenti di misura legalmente approvati soggetti a controllo statale e con le dimensioni delle unità di misura trasferite direttamente dagli standard statali;

3) l'uso di sole unità di misura di grandezze fisiche legalmente approvate;

4) assicurare un controllo sistematico obbligatorio sulle caratteristiche degli strumenti di misura operati a determinati intervalli;

5) garantire la necessaria accuratezza garantita delle misurazioni quando si utilizzano strumenti di misurazione calibrati (verificati) e procedure di misurazione stabilite;

6) l'utilizzo dei risultati di misurazione ottenuti con la condizione obbligatoria di valutare l'errore di tali risultati con una determinata probabilità;

7) assicurare il controllo sulla conformità degli strumenti di misura alle regole e caratteristiche metrologiche;

8) provvedimento di vigilanza statale e dipartimentale sugli strumenti di misura.

La legge RF "On garantire l'uniformità delle misurazioni" è stata adottata nel 1993. Prima dell'adozione di questa legge, le norme nel campo della metrologia non erano regolamentate dalla legge. doveri di controllo metrologico statale e supervisione metrologica statale, nuove regole di calibrazione sono stati stabiliti, è stato introdotto il concetto di certificazione volontaria degli strumenti di misura.

Disposizioni di base.

In primo luogo, le finalità della legge sono le seguenti:

1) protezione dei diritti e degli interessi legali dei cittadini della Federazione Russa, della legge e dell'ordine e dell'economia della Federazione Russa da possibili conseguenze negative causate da risultati di misurazione inaffidabili e imprecisi;

2) assistenza nello sviluppo della scienza, della tecnologia e dell'economia regolando l'uso di standard statali di unità di quantità e l'applicazione dei risultati di misurazione con precisione garantita. I risultati delle misurazioni devono essere espressi in unità di misura specifiche del paese;

3) promuovere lo sviluppo e il rafforzamento delle relazioni e dei legami internazionali e interaziendali;

4) disciplina dei requisiti per la fabbricazione, il rilascio, l'uso, la riparazione, la vendita e l'importazione di strumenti di misura prodotti da persone giuridiche e persone fisiche;

5) integrazione del sistema di misurazione della Federazione Russa nella pratica mondiale.

Ambiti di applicazione della Legge: commercio; assistenza sanitaria; protezione dell'ambiente; attività economica ed economica estera; alcune aree di produzione relative alla calibrazione (verifica) di strumenti di misura da parte di servizi metrologici appartenenti a persone giuridiche, effettuata utilizzando standard subordinati a standard statali di unità di quantità.

I concetti di base sono legalmente approvati nella legge:

1) uniformità delle misure;

2) uno strumento di misura;

3) unità standard di quantità;

4) lo standard statale dell'unità di grandezza;

5) documenti normativi per garantire l'uniformità delle misurazioni;

6) servizio metrologico;

7) controllo metrologico;

8) supervisione metrologica;

9) calibrazione degli strumenti di misura;

10) certificato di taratura.

Tutte le definizioni approvate nella legge si basano sulla terminologia ufficiale dell'Organizzazione internazionale di metrologia legale (OIML).

I principali articoli della legge disciplinano:

1) la struttura dell'organizzazione degli organi di governo statale per garantire l'uniformità delle misurazioni;

2) documenti normativi che garantiscono l'uniformità delle misurazioni;

3) unità di misura stabilite di grandezze fisiche e standard statali di unità di grandezza;

4) strumenti di misura;

5) metodi di misurazione.

La legge approva il Servizio metrologico statale e altri servizi coinvolti nell'assicurare l'uniformità delle misurazioni, i servizi metrologici degli organi di gestione statali e le forme di controllo e supervisione metrologica statale.

La Legge definisce i tipi di responsabilità per le violazioni della Legge.

La legge approva la composizione ei poteri del Servizio metrologico statale.

In conformità con la legge, è stato creato un istituto per l'autorizzazione delle attività metrologiche al fine di proteggere i diritti legittimi dei consumatori. Solo gli organismi del Servizio metrologico statale hanno il diritto di rilasciare una licenza.

Sono stati istituiti nuovi tipi di supervisione metrologica statale:

1) per la quantità di beni alienati;

2) il numero di merci nel pacco in corso di confezionamento e vendita.

In conformità con le disposizioni della legge, l'ambito del controllo metrologico statale è in aumento. Ha aggiunto operazioni bancarie, operazioni postali, operazioni fiscali, operazioni doganali, certificazione obbligatoria del prodotto.

In conformità con la legge, viene introdotto un sistema di certificazione degli strumenti di misura basato su un principio volontario, che verifica la conformità degli strumenti di misura alle regole metrologiche e ai requisiti del sistema russo per la calibrazione degli strumenti di misura.

23. Servizio metrologico in Russia

Il Servizio metrologico statale della Federazione Russa (GMS) è un'associazione di enti metrologici statali e coordina le attività per garantire l'uniformità delle misurazioni. Sono presenti i seguenti servizi metrologici:

1) Servizio Metrologico Statale;

2) Servizio di Stato del Tempo e della Frequenza e Determinazione dei Parametri di Rotazione Terrestre;

3) Servizio statale dei materiali di riferimento della composizione e delle proprietà di sostanze e materiali;

4) Servizio di Stato dei dati di riferimento normativo sulle costanti fisiche e le proprietà di sostanze e materiali;

5) servizi metrologici degli organi statali della Federazione Russa;

6) servizi metrologici di persone giuridiche. Tutti i servizi di cui sopra sono supervisionati dal Comitato di Stato della Federazione Russa per la standardizzazione e la metrologia (Gosstandart della Russia).

Servizio Metrologico Statale contiene:

1) centri metrologici scientifici statali (GNMC);

2) organi dell'SMS sul territorio delle entità costituenti della Federazione Russa. Il Servizio metrologico statale comprende anche centri di standard statali, specializzati in varie unità di misura delle grandezze fisiche.

Il Servizio statale del tempo e della frequenza e della determinazione dei parametri di rotazione terrestre (GSPF) è impegnato a garantire l'uniformità delle misurazioni del tempo, della frequenza e della determinazione dei parametri della rotazione terrestre a livello interregionale e interprofessionale. Le informazioni di misurazione GSPH vengono utilizzate dai servizi di navigazione e controllo di aerei, navi e satelliti, il Sistema Energetico Unificato, ecc.

Il Servizio statale per i materiali di riferimento certificati della composizione e delle proprietà delle sostanze e dei materiali (SSSO) è impegnato nella creazione e nell'applicazione di un sistema di materiali di riferimento per la composizione e le proprietà di sostanze e materiali. Il concetto di materiali include:

1) metalli e leghe;

2) prodotti petroliferi;

3) farmaci, ecc.

GSSO è inoltre impegnata nello sviluppo di strumenti atti a confrontare le caratteristiche dei materiali di riferimento e le caratteristiche di sostanze e materiali prodotti da diverse tipologie di imprese (agricole, industriali, ecc.) al fine di garantirne il controllo.

Il Servizio statale per i dati di riferimento standard sulle costanti fisiche e le proprietà delle sostanze e dei materiali (GSSSD) è impegnato nello sviluppo di dati accurati e affidabili su costanti fisiche, proprietà di sostanze e materiali (materie prime minerali, petrolio, gas, ecc.) . Le informazioni di misurazione GSSSD vengono utilizzate da varie organizzazioni coinvolte nella progettazione di prodotti tecnici con maggiori requisiti di precisione. GSSSD pubblica dati di riferimento concordati con organizzazioni metrologiche internazionali.

I servizi metrologici degli organi di governo statale della Federazione Russa e i servizi metrologici delle persone giuridiche possono essere creati nei ministeri, nelle imprese, nelle istituzioni registrate come entità legali, al fine di svolgere vari tipi di lavoro per garantire l'uniformità e la corretta accuratezza di misurazioni, per garantire il controllo e la supervisione metrologica.

24. Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni

Il sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni è stato creato al fine di garantire l'uniformità delle misurazioni all'interno del paese. Il sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni è implementato, coordinato e gestito dallo standard statale della Federazione Russa. Gosstandart della Federazione Russa è l'organo esecutivo statale nel campo della metrologia.

Il sistema per garantire l'uniformità delle misurazioni svolge i seguenti compiti:

1) assicura la tutela dei diritti e degli interessi giuridicamente sanciti dei cittadini;

2) assicura la tutela dell'ordinamento giuridico approvato;

3) garantisce la tutela dell'economia.

Il sistema per garantire l'uniformità delle misurazioni svolge questi compiti eliminando le conseguenze negative di misurazioni imprecise e imprecise in tutte le sfere della vita umana e sociale utilizzando norme costituzionali, documenti normativi e decreti del governo della Federazione Russa.

Il sistema per garantire l'uniformità delle misurazioni opera secondo:

1) la Costituzione della Federazione Russa;

2) la legge della Federazione Russa "Sulla garanzia dell'uniformità delle misurazioni";

3) Decreto del governo della Federazione Russa "Sull'organizzazione del lavoro sulla standardizzazione, garantendo l'uniformità delle misurazioni, la certificazione di prodotti e servizi";

4) GOST R 8.000-2000 "Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni".

Il sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni comprende:

1) sottosistema giuridico;

2) sottosistema tecnico;

3) un sottosistema organizzativo.

I compiti principali del Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni sono:

1) approvazione di modalità efficaci di coordinamento delle attività nel campo della garanzia dell'uniformità delle misurazioni;

2) fornitura di attività di ricerca volte a sviluppare metodi e metodi più accurati e perfetti per riprodurre unità di misura di grandezze fisiche e trasferire le loro dimensioni da standard statali a strumenti di misura funzionanti;

3) approvazione del sistema delle unità di misura delle grandezze fisiche ammesse all'uso;

4) determinazione delle scale di misura ammesse all'uso;

5) approvazione dei concetti fondamentali della metrologia, regolamentazione dei termini utilizzati;

6) approvazione del sistema di norme statali;

7) produzione e miglioramento degli standard statali;

8) approvazione di metodi e regole per trasferire le dimensioni delle unità di misura delle grandezze fisiche dagli standard statali agli strumenti di misura funzionanti;

9) eseguire la taratura (verifica) e la certificazione degli strumenti di misura, che non rientrano nell'ambito del controllo e della supervisione metrologica statale;

10) implementazione della copertura informativa del sistema per garantire l'uniformità delle misurazioni;

11) miglioramento del sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni.

Sottosistema giuridicoÈ un insieme di atti interconnessi (approvati dalla legge e dallo statuto) che hanno gli stessi obiettivi e approvano requisiti concordati per determinati oggetti interconnessi del sistema per garantire l'uniformità delle misurazioni.

Sottosistema tecnicoè un insieme di:

1) standard internazionali;

2) norme statali;

3) standard delle unità di misura delle grandezze fisiche;

4) standard delle scale di misura;

5) campioni standard di composizione e proprietà di sostanze e materiali;

6) dati di riferimento standard su costanti fisiche e proprietà di sostanze e materiali;

7) strumenti di misura e altri dispositivi utilizzati per il controllo metrologico;

8) edifici e locali progettati specificamente per misurazioni di alta precisione;

9) laboratori di ricerca;

10) laboratori di taratura.

Il sottosistema organizzativo comprende i servizi metrologici.

25. Controllo e supervisione metrologica statale

Il controllo e la supervisione metrologica statale (GMKiN) sono forniti dal Servizio metrologico statale per verificare la conformità con le norme metrologiche legali approvate dalla legge della Federazione Russa "Sulla garanzia dell'uniformità delle misurazioni", standard statali e altri documenti normativi.

Il controllo e la supervisione metrologica statale si applicano a:

1) strumenti di misura;

2) standard di quantità;

3) modalità di esecuzione delle misurazioni;

4) la qualità delle merci e degli altri oggetti approvati dalla metrologia legale.

L'ambito di applicazione del controllo e della supervisione metrologica statale copre:

1) assistenza sanitaria;

2) pratica veterinaria;

3) tutela dell'ambiente;

4) commercio;

5) accordi tra agenti economici;

6) operazioni contabili effettuate dallo Stato;

7) la capacità di difesa dello Stato;

8) opere geodetiche;

9) lavoro idrometeorologico;

10) operazioni bancarie;

11) operazioni fiscali;

12) operazioni doganali;

13) operazioni postali;

14) prodotti le cui forniture sono effettuate nell'ambito di appalti pubblici;

15) ispezione e controllo della qualità del prodotto per il rispetto dei requisiti obbligatori degli standard statali della Federazione Russa;

16) rilievi, che vengono effettuati su richiesta dell'Autorità Giudiziaria, della Procura e di altri organi dello Stato;

17) registrazione dei record sportivi di scala nazionale e internazionale.

Va notato che imprecisioni e imprecisioni nelle misurazioni in aree non produttive come l'assistenza sanitaria possono avere gravi conseguenze e rischi per la sicurezza. L'imprecisione e l'inaffidabilità delle misurazioni nel campo del commercio e delle banche, ad esempio, possono causare enormi perdite finanziarie sia per i singoli cittadini che per lo stato.

Oggetto del controllo e della vigilanza metrologica statale possono essere, ad esempio, i seguenti strumenti di misura:

1) dispositivi per la misurazione della pressione sanguigna;

2) termometri medici;

3) dispositivi per determinare il livello di radiazione;

4) dispositivi per determinare la concentrazione di monossido di carbonio nei gas di scarico delle automobili;

5) strumenti di misura atti a controllare la qualità delle merci.

La legge della Federazione Russa stabilisce tre tipi di controllo metrologico statale e tre tipi di supervisione metrologica statale.

Tipi di controllo metrologico statale:

1) determinazione del tipo di strumenti di misura;

2) verifica degli strumenti di misura;

3) autorizzazione di persone giuridiche e persone fisiche coinvolte nella produzione e riparazione di strumenti di misura. Tipi di supervisione metrologica statale:

1) per la fabbricazione, la condizione e il funzionamento di strumenti di misura, metodi certificati per eseguire misurazioni, standard di unità di grandezze fisiche, conformità a regole e norme metrologiche;

2) per la quantità di beni alienati nel corso di operazioni di compravendita;

3) per il numero di merci imballate in colli di qualsiasi genere, in fase di confezionamento e vendita.