Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Buna treaba către site-ul „>

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

INTRODUCERE

Întreaga istorie a omenirii a fost însoțită și însoțită de utilizarea măsurătorilor: fără ele, nicio descoperire sau invenție științifică nu este posibilă. M.V. Lomonosov scria: „Prin geometrie pentru a măsura, prin mecanică pentru a atârna, prin optică pentru a privi afară”. Măsurătorile sunt sursa cunoștințelor noastre științifice. „În fizică, există doar ceea ce poate fi măsurat” (Max Planck).

Productia industriala este insotita de un numar mare tot felul de măsurători. Prin măsurători se determină conformitatea pieselor fabricate și a produselor în general cu cerințele documentatia de proiectare... Se estimează că ponderea costului echipamentelor de măsurare este de cel puțin 15% din costul echipamentelor din inginerie mecanică și de peste 25% - în electronică radio, construcții de aeronave, chimie și alte industrii.

Îmbunătățirea calității produsului se datorează în mare măsură cât de bine este organizat serviciul de măsurare al întreprinderii. Este imposibil să gestionezi acest sau acel proces fără monitorizarea indicatorilor săi.

Îmbunătățirea tehnicilor de măsurare, manifestată printr-o creștere a preciziei măsurătorilor și prin crearea de noi metode și instrumente, contribuie la noi progrese în știință.

Deci, de exemplu, o creștere a preciziei de cântărire cu o cifră a dus la descoperirea în 1892-1984. gaz argon nou, care nu fusese detectat înainte din cauza măsurătorilor inexacte. Introducerea microscopului în practica experimentală a creat oportunități excepționale pentru studiul microorganismelor și a condus la crearea microbiologiei. Adesea, nevoia de a studia anumite fenomene necesită crearea unor echipamente noi, mai avansate. Noile descoperiri în știință, la rândul lor, duc la îmbunătățirea tehnicilor de măsurare, precum și la crearea de noi dispozitive.

Primele încercări de cercetare cantitativă fenomene electriceîn natură a cerut crearea unor instrumente speciale de măsură în acest scop. În 1744, M.I. Lomonosov a exprimat ideea remarcabilă că „electricitatea poate fi cântărită”. În acest scop, acesta, împreună cu G.V. Richman a creat primul dispozitiv de măsurare electrică din lume - „pointer forta electrica„, Care avea un indicator și o scară.

Mai târziu, pe măsură ce teoria electricității s-a dezvoltat, s-au descoperit noi legi, pe baza cărora s-au dezvoltat noi metode și instrumente de măsurare, iar practica de măsurare a fost îmbunătățită.

Înainte de deschiderea radioului A.S. Popov, dimensiunea dezvoltată doar în zonă curent continuu si frecventa joasa. Dar deja în 1905 A.S. Popov a propus o punte diferențială pentru măsurarea capacităților mici, care a fost folosită pentru a lua în considerare influența tachetului asupra funcționării antenelor navelor. În același an, la o ședință a departamentului de fizică a Societății Ruse de Fizicochimie, a realizat un raport „Despre determinarea lungimii de undă și a perioadei de oscilații”, în care a raportat despre metrul undelor rezonante inventat de el.

Odată cu apariția instrumentelor de măsură și dezvoltarea metodelor de măsurare, a apărut zona nouaștiințe - metrologia - ca știință a măsurătorilor precise.

O mare contribuție la dezvoltarea metrologiei interne a avut-o D.I. Mendeleev, care a condus Camera Principală de Greutăți și Măsuri în 1893, ale cărei sarcini includeau nu numai depozitarea etaloanelor și asigurarea verificării instrumentelor de măsurare cu ajutorul acestora, ci și cercetarea științifică în domeniul metrologiei. Au început să fie create camere de calibrare locale.

Academicianul M.V. Shuleikin, care în 1013 a organizat primul laborator de fabrică pentru producția de instrumente de măsurare radio. O mare contribuție la dezvoltarea măsurătorilor radio a avut-o academicianul L.I. Mandelstam, care a creat un prototip de osciloscop electronic modern la începutul secolului al XX-lea.

Baza teoretică a măsurătorilor este metrologia - știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de a obține acuratețea necesară.

Conceptul de „măsurare” se regăsește în diverse stiinte(matematică, fizică, chimie, psihologie, economie etc.), dar în fiecare dintre ele poate fi interpretată în moduri diferite. In acest ghid de studiu sunt luate în considerare doar problemele legate de măsurătorile mărimilor fizice din domeniul electronicii radio.

Acestea includ:

· Măsurarea parametrilor pieselor sau elementelor care alcătuiesc obiectul măsurat;

· Măsurarea modurilor de piese individuale, ansambluri și întregul obiect măsurat;

· Graduarea sau verificarea gradării scalelor diverselor aparate;

· Înlăturarea caracteristicilor care determină proprietățile dispozitivelor și dispozitivelor;

Determinarea distorsiunilor semnalelor la trecerea acestora diverse dispozitive;

· Măsurarea parametrilor semnalelor modulate;

· Măsurarea intensității câmpurilor electromagnetice, atât utile, cât și interferente;

· Depistarea defecțiunilor la echipamentele radio și determinarea naturii acestora.

În plus, acestea pot include erori de măsurare, metode de contabilizare și reducere și evaluarea rezultatelor măsurătorilor.

1. TERMENI ȘI DEFINIȚII DE BAZĂ ÎN DOMENIUL METROLOGIEI

În orice știință, interpretarea arbitrară a termenilor folosiți este inacceptabilă. Terminologia din domeniul metrologiei este reglementată de GOST 16263-70 „Combustibili și lubrifianți. Metrologie. Termeni și definiții". Pentru fiecare concept se stabilește un termen standardizat, căruia i se dă o definiție adecvată.

Metrologia este știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor unității lor și modalităților de a obține acuratețea necesară. În acest sens, principalele sarcini ale metrologiei pot fi formulate: întrebări teoretice asigurarea uniformității măsurătorilor și obținerea preciziei cerute; stabilire reguli obligatorii, cerințe și aranjamente organizatorice care vizează atingerea acestor obiective.

Distinge între metrologia teoretică și cea legală.

Metrologia teoretică include dezvoltarea și îmbunătățirea fundamente teoretice măsurători și tehnologie de măsurare, fundamente științifice pentru asigurarea uniformității măsurătorilor în țară. Include următoarele probleme principale:

dezvoltarea teoriei generale a măsurătorilor și a teoriei erorilor, inclusiv crearea de noi metode de măsurare și dezvoltarea metodelor pentru eliminarea sau reducerea erorilor;

· Crearea si perfectionarea sistemelor de unitati de marimi fizice;

· Crearea și îmbunătățirea sistemului de standarde;

· Crearea si perfectionarea fundamentelor stiintifice pentru transferul dimensiunilor unitatilor de marimi fizice de la etalon la instrumente de masura de lucru.

Metrologia legală este o secțiune a metrologiei care include complexe de interdependente și interdependente reguli generale, cerințele și normele, precum și alte aspecte care necesită reglementare și control de către stat, care vizează asigurarea uniformității măsurătorilor și a uniformității instrumentelor de măsurare. Sarcinile sale principale:

Crearea și îmbunătățirea sistemului standardele de stat care stabilesc regulile, cerințele și normele care determină organizarea și metodologia de desfășurare a lucrărilor pentru a asigura uniformitatea și acuratețea măsurătorilor;

· Organizarea și funcționarea serviciului public relevant.

Scopul măsurării este de a determina mărimea cantității, iar rezultatul măsurării trebuie exprimat ca număr.

O posibilă descriere de lucru a termenului „măsurare”, în concordanță cu intuiția noastră, este: „Măsurarea este primirea de informații”. Unul dintre cele mai esențiale aspecte ale măsurării este colectarea de informații. Aceasta înseamnă că rezultatul măsurării ar trebui să descrie starea sau fenomenul din lumea din jurul nostru, pe care o măsurăm. Deși achiziția de informații este evidentă, este doar necesară, dar nu suficientă, pentru a defini o măsurătoare: atunci când cineva citește un manual, acumulează informații, dar nu iau măsurători. Al doilea aspect al măsurării este că trebuie să fie selectivă. Ne poate oferi informații doar despre ceea ce dorim să măsurăm (despre valoarea măsurată), dar nu spune nimic despre niciuna dintre multele alte stări sau fenomene din jurul nostru. Al treilea aspect este că măsurarea trebuie să fie obiectivă. Rezultatul măsurătorii nu ar trebui să depindă de observator. Orice observator ar trebui să extragă aceleași informații din măsurători și să ajungă la aceleași concluzii.

Măsurarea este un ansamblu de operații de utilizare a unui mijloc tehnic care stochează o unitate a unei mărimi fizice, care constă în compararea (explicit sau implicit) a unei mărimi măsurate cu unitatea sa pentru a obține valoarea acestei mărimi (sau informații despre aceasta). ) într-o formă cât mai convenabilă pentru utilizare.

O mărime fizică este o caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic, care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice ( sisteme fizice, stările și procesele lor care au loc în ele), dar cantitativ este individual pentru fiecare obiect.

Procesul de măsurare constă în compararea valorii măsurate cu o parte din valoarea acesteia, luată ca unitate.

Rezultatul măsurării este un număr care arată raportul dintre valoarea măsurată și unitatea de măsură.

Unitatea de măsură se numește mărime fizică cu valoare numerică„1”, luat ca bază pentru compararea cu valori de același fel. Unitățile de măsură sunt împărțite în de bază și derivate. Pentru a putea compara rezultatele măsurătorilor efectuate în timp diferit iar în diferite locuri, sistemul de unități este stabilit prin lege (GOST 8.417-81 GSI). Am acceptat Sistemul internațional unități (SI), construite pe șapte unități de bază: metru, kilogram, secundă, amper, candela, kelvin, mol. Pe baza acestor valori se formează unitățile SI derivate (tabelul 1.1).

Tabelul 1.1 - Unități derivate SI

			m -1хkgхs-2
			m -2хkgхs-2
			m -2хkgхs-3
			m 2хkgхc3хА-1
			m -2хkgхs-3хА-2
			m 2хkgхs-2хА-2
			m -2xkg-1xc3xA2
			m 2хkgхs-2хА-1
			m2hkghs-2xA-2
			m-2khkdkhsr
Becquerel

În tehnologia comunicațiilor, este utilizată pe scară largă o unitate logaritmică nesistemică de decibeli (DB), cu ajutorul căreia se determină valorile relative ale câștigului, atenuării, distorsiunii neliniare și neuniformității caracteristicilor.

1 dB este egal cu 10 lg din raportul a două cantități de energie cu același nume (putere, energie) la P1 / P2 = 101/10 = 1,259. Pentru mărimile „putere” (tensiune, curent, intensitatea câmpului) 1 dB este egal cu 20 lg din raportul lor, dacă U1 / U2 = 101/20 = 1,22.

Pentru a exprima diferența cantitativă dintre cantitățile cu același nume, se folosește conceptul de mărime a unei cantități fizice - conținutul cantitativ în acest obiect proprietăţi corespunzătoare conceptului de „cantitate fizică”. Mărimea unei cantități există în mod obiectiv, indiferent dacă o știm sau nu, dacă o putem măsura sau nu.

Dimensiunea unei marimi fizice este o expresie sub forma unui monom de putere compus din produsele simbolurilor unor marimi fizice de baza in diverse grade si care reflecta relatia unei marimi fizice date cu marimile fizice adoptate in acest sistem de marimi ca si marimi de baza. , și cu un coeficient de proporționalitate egal cu unu.

Nu orice mărime fizică poate fi măsurată, deoarece nu orice mărime fizică permite compararea valorilor sale. O cantitate măsurabilă nu poate fi decât astfel, din definiția căreia urmează conceptele de „mai mult” și „mai puțin” și posibilitatea de a compara valori. Evident, valoarea măsurată poate lua valoarea „0”.

Majoritatea cantităților fizice satisfac aceste cerințe. De exemplu, masa, lungimea, inductanța, rezistența etc. Dar o astfel de valoare precum duritatea necesită o definiție specială pentru ca măsurarea să fie posibilă. Într-adevăr, dacă judecăm duritatea după cum diamantul, corindonul, topazul, cuarțul, feldspatul etc. lasă în mod constant zgârieturi pe obiectul de testat, așa cum este obișnuit în mineralogie, atunci o astfel de definiție a durității nu conține elementele necesare pentru a lua măsura. Dar definiția lui Brinell, conform căreia duritatea este estimată prin diametrul depresiunii din obiectul testat, obținută în anumite condiții, satisface deja cerințele de măsurabilitate.

Valoarea lui zero pentru unele cazuri este condiționată. De exemplu, la măsurarea gradului de încălzire a corpurilor, suntem forțați să cădem de acord asupra „punctului de referință” ( valoare zero) și, în esență, măsoară nu temperatura corpului, ci doar intervalul condiționat de temperatură, diferența de temperatură.

Definiția de mai sus a unui proces de măsurare presupune că o unitate de măsură este o verigă indispensabilă în acest proces.

Toate cele de mai sus presupun legitimitatea terminologiei acceptate și existența asociată a unor concepte precum unitatea de măsurători și uniformitatea instrumentelor de măsurare.

Unitatea de măsurători este o stare de măsurători în care rezultatele lor sunt exprimate în unități legalizate, iar erorile de măsurare sunt cunoscute cu o probabilitate dată.

Uniformitatea instrumentelor de măsură - starea instrumentelor de măsurare, caracterizată prin faptul că sunt gradate în unități legalizate și proprietățile lor metrologice sunt conforme cu standardele.

Pentru organizarea asigurării uniformității măsurătorilor și a uniformității instrumentelor de măsură, în țară a fost creat un serviciu metrologic.

Serviciul metrologic este o rețea de organe de stat și departamentale și activitățile acestora care vizează asigurarea uniformității măsurătorilor și a uniformității instrumentelor de măsurare în țară. Aceste organisme supraveghează starea instrumentelor de măsură și asigură transferul mărimii unităților de mărimi fizice de la etalon la instrumentele de măsură de lucru.

Orice măsurătoare trebuie luată în considerare în prealabil, trebuie întocmit un plan de măsurare. În acest sens, în teoria măsurătorilor este introdus un astfel de concept ca tehnică de măsurare.

Tehnica de măsurare - un program detaliat al procesului de măsurare pentru schema selectată și setul de instrumente, inclusiv reguli, secvența operațiunilor, numărul de măsurători etc. În ceea ce privește aceeași schemă de măsurare și un anumit set de echipamente, sunt posibile diferite tehnici și invers, pentru a efectua măsurători conform unei singure tehnici, se pot utiliza diverse scheme măsurători și echipamente.

În procesul de măsurare sau setare a parametrilor surselor de semnal, operatorul efectuează citiri sau citiri.

Numărătoarea inversă este numărul indicat de indicatorul dispozitivului. În cadranele, numărul este numărul scris la împărțirea scalei pe care este setată săgeata; în digital - numărul observat pe panoul frontal sub formă de cifre luminoase; uneori, numărul este numărul scris la împărțirea cadranului opus liniei părului.

Indicația este o mărime fizică corespunzătoare citirii. Citirea se obține prin înmulțirea citirii cu un factor de conversie.

De exemplu, dacă citirea pe scara voltmetrului este de 20 V, comutatorul „Multiplicator” este setat la marcajul 0,1, atunci citirea instrumentului va fi de 2 V.

2. CLASIFICAREA MĂSURILOR

Informațiile obținute în cursul măsurătorilor se numesc informații de măsurare.

Conform metodei de obținere a informațiilor de măsurare, măsurătorile sunt împărțite în directe, indirecte, agregate și comune.

Măsurarea directă este o măsurătoare în care valoarea dorită a unei mărimi fizice este găsită direct din datele experimentale (de exemplu, măsurarea puterii curentului cu un ampermetru). Matematic, măsurătorile directe pot fi scrise prin formula elementară

unde Q este valoarea căutată (adevărată) a mărimii fizice;

X este valoarea unei mărimi fizice găsită prin măsurarea acesteia și numită rezultatul măsurării.

Măsurarea indirectă este o măsurătoare în care valoarea dorită a unei mărimi se găsește pe baza unei relații cunoscute între această mărime și mărimile supuse măsurătorilor directe. Măsurătorile indirecte sunt exprimate prin următoarea formulă:

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

unde X1 X2, ... Xm sunt rezultatele măsurătorilor directe ale mărimilor legate de cunoscut dependenta functionala F cu valoarea dorită a mărimii măsurate Q (de exemplu, la măsurarea rezistenței prin metoda ampermetru-voltmetru, rezultatele măsurătorilor directe sunt tensiunea și curentul, iar rezultatul măsurătorilor indirecte va fi rezistența găsită conform legii lui Ohm) .

Măsurători agregate - măsurători simultane a mai multor mărimi cu același nume, în care valorile căutate ale mărimilor sunt determinate prin rezolvarea unui sistem de ecuații obținute din măsurători directe diverse combinatii aceste cantități (de exemplu, determinarea masei greutăților individuale stabilite din masa cunoscută a uneia dintre ele).

Măsurători comune - măsurători simultane a două sau mai multe mărimi neidentice pentru a determina relația dintre ele (de exemplu, luând caracteristica curent-tensiune a unei diode).

Măsurătorile agregate se bazează pe ecuații bine-cunoscute care reflectă o combinație arbitrară de mărimi, iar măsurătorile comune se bazează pe ecuații care reflectă existența unei relații între mărimile măsurate.

Dacă valoarea măsurată rămâne constantă în timpul măsurării, măsurătorile se numesc statice, dacă se modifică - dinamice. Măsurătorile dinamice pot fi continue (dacă mijloacele tehnice vă permit să monitorizați continuu valorile valorii măsurate) și discrete (dacă valorile valorii măsurate sunt înregistrate numai în momente izolate timp).

După modul de exprimare a rezultatelor, măsurătorile se împart în absolute și relative.

Măsurarea absolută este o măsurare bazată pe măsurători directe ale uneia sau mai multor mărimi de bază și (sau) utilizarea valorilor constantelor fizice. Rezultatul măsurării este exprimat direct în unități ale unei mărimi fizice.

Măsurarea relativă este o măsurare a raportului dintre o cantitate și o cantitate cu același nume, care joacă rolul unei unități, sau o modificare a cantității în raport cu o cantitate cu același nume, luată ca fiind cea originală (de exemplu , determinând câștigul ca raport al tensiunilor la intrarea și ieșirea unui dispozitiv). Valoarea obținută ca rezultat al măsurătorilor relative poate fi fie adimensională, fie exprimată în unități logaritmice relative (bel, octava, decade) și alte unități relative.

În funcție de condițiile care determină acuratețea rezultatului, măsurătorile sunt împărțite în trei clase:

unu). măsurarea celei mai înalte acuratețe posibilă posibilă cu stadiul actual al tehnicii:

· Referință (se realizează acuratețea maximă posibilă de reproducere a mărimii unei mărimi fizice);

· Măsurătorile constantelor fizice;

· Astronomice;

2). măsurători de control și verificare - măsurători, a căror eroare nu trebuie să depășească un anumit valoarea stabilită... Pentru astfel de măsurători se folosesc instrumente de măsurare exemplare, iar măsurătorile în sine sunt efectuate în laboratoare speciale;

3). măsurători tehnice (de lucru) - măsurători în care eroarea rezultatului măsurării este determinată de caracteristicile instrumentului de măsurare. Instrumentele de măsură folosite în acest scop se numesc muncitori.

La rândul lor, măsurătorile tehnice se împart în operaționale, utilizate pentru controlul echipamentelor de operare și efectuate cu instrumente de măsură standard fabricate în fabrică; producție, realizată în ateliere și care servește la măsurarea parametrilor pieselor din care sunt asamblate ansambluri și blocuri de echipamente; măsurători ale modurilor instalate în blocuri și noduri; luarea caracteristicilor acestor unități și a întregului dispozitiv în ansamblu; măsurători în timpul instalării, reglajului și reglajului; măsurători în testele de acceptare produse terminate, instalații și obiecte și realizate în principal cu instrumente de măsură standard; laborator, produs la cercetare științificăși dezvoltarea de noi sisteme, dispozitive și dispozitive.

3. CLASIFICAREA INSTRUMENTELOR DE MĂSURĂ

Instrument de masurare - mijloace tehnice(sau complexul acestora), destinate măsurătorilor, având caracteristici metrologice normalizate, reproducerea și (sau) stocarea unei unități de mărime fizică, a cărei mărime se presupune a fi neschimbată (în cadrul erorii specificate) pentru un interval de timp cunoscut.

În funcție de scopul lor tehnic și metrologic, conform GOST 16263-70 GSI, instrumentele de măsură sunt împărțite după cum urmează:

Măsuri - instrumente de măsură concepute pentru a reproduce o mărime fizică dimensiune dată;

· instrumente de masura- instrumente de măsurare concepute pentru a obține informații de măsurare într-o formă accesibilă pentru percepție directă de către un observator;

· traductoare de măsurare- instrumente de măsurare concepute pentru a genera un semnal de informație de măsurare într-o formă convenabilă pentru transmitere, transformări ulterioare, procesare și (sau) stocare, dar care nu pot fi percepute direct de către un observator.

În plus, un set de diferite instrumente de măsurare poate forma:

· Instalaţii de măsurare - ansamblu de instrumente de măsurare amplasate într-un loc şi combinate funcţional între ele, concepute pentru a genera un semnal de informaţie de măsurare într-o formă convenabilă pentru perceperea directă de către un observator;

· sisteme de măsurare- un set de instrumente de măsurare concepute pentru a genera semnale de informație de măsurare într-o formă convenabilă pentru prelucrare automată, transferați și (sau) utilizați în sisteme automate management.

În funcție de scopul lor metrologic, instrumentele de măsură sunt împărțite după cum urmează:

Standarde - instrumente de măsurare (sau un set de instrumente de măsurare), care asigură determinarea, reproducerea și stocarea unei unități a unei mărimi fizice pentru a transfera dimensiunea unei unități a unei mărimi fizice la cele exemplare și de la acestea la măsurarea de lucru instrumente și aprobat ca standard în ordinea stabilită;

Instrumente de măsură exemplare - măsuri, instrumente de măsură sau traductoare de măsurare având precizie ridicatași destinate verificării și etalonării altor instrumente de măsurare conform procedurii stabilite, aprobate ca exemplar;

· Muncitori - instrumente de masura folosite pentru masuratori care nu au legatura cu transferul marimii unitatilor.

4. CLASIFICAREA METODELOR DE MĂSURARE

Măsurătorile se bazează pe anumite principii.

Principiul de măsurare - agregat fenomene fizice pe care se bazează măsurătorile.

Metoda de măsurare - un set de principii de utilizare și instrumente de măsurare.

Există două metode principale de măsurare: metoda de evaluare directă și metoda comparației.

Metoda de evaluare directă este o metodă de măsurare în care valoarea unei mărimi este determinată direct de la dispozitivul de citire al unui dispozitiv de măsurare cu acțiune directă. Această metodă este uneori denumită metoda de conversie directă.

Metoda comparației este o metodă de măsurare în care valoarea măsurată este comparată cu valoarea reprodusă de măsură.

Metoda de comparare poate fi implementată în urmatoarele modificari:

· Metoda zero (compensare) - o metodă în care efectul rezultat al influenței cantităților asupra dispozitivului de comparare este adus la zero;

· Metoda diferențială - metodă în care se formează și se măsoară diferența dintre valoarea măsurată și cea cunoscută, reprodusă de măsură;

Metoda coincidenței - o metodă în care diferența dintre valoarea măsurată și cea cunoscută este măsurată folosind coincidența semnelor scalelor sau semnale periodice;

· Metoda opozitiei - metoda prin care marimile masurate si cunoscute actioneaza simultan asupra aparatului de comparare, cu ajutorul careia se stabileste relatia dintre aceste marimi.

În funcție de metoda de măsurare și de proprietățile instrumentelor de măsurare utilizate, toate măsurătorile pot fi efectuate fie cu observații simple, fie cu observații multiple.

De asemenea, aici este adecvat să se definească un algoritm de observație și de măsurare.

Observarea este o singură operație experimentală, al cărei rezultat - rezultatul observației - are întotdeauna un caracter aleatoriu.

Algoritm de măsurare - o prescripție în ordinea efectuării operațiilor care asigură măsurarea valorii dorite a unei mărimi fizice.

5. CLASIFICAREA ERORILOR

Orice măsurătoare este întotdeauna efectuată cu o eroare, care este cauzată de imperfecțiunea metodelor și instrumentelor de măsurare, inconstanța condițiilor de observare, precum și experiența insuficientă a experimentatorului sau particularitățile organelor sale de simț.

Eroare de măsurare - abaterea rezultatului măsurării X de la valoarea adevărată a mărimii măsurate Q:? = X - Q.

Deoarece valoarea adevărată a mărimii fizice Q nu este cunoscută în practică,

în calcule se folosește așa-numita valoare reală a lui Xd, găsită experimental și atât de aproape de adevărat încât poate fi folosită în schimb.

În funcție de natura manifestării, erorile au următoarele componente:

Eroare aleatorie - o eroare care variază la întâmplare la măsurători repetate ale aceleiași mărimi (de exemplu, o eroare rezultată din rotunjire);

· Eroare sistematică - o eroare care rămâne constantă sau se modifică în mod regulat în timpul măsurătorilor repetate ale aceleiași cantități (de exemplu, o eroare care apare din cauza unei discrepanțe între valorile reale și nominale ale măsurii);

· Eroare brută - o eroare care o depășește semnificativ pe cea așteptată în condițiile date.

Toate aceste erori apar în același timp.

În funcție de natura influenței asupra rezultatului măsurării, se disting următoarele erori:

· Aditiv - erori, ale căror valori nu depind de valoarea valorii măsurate;

· Multiplicativ - erori, ale căror valori se modifică odată cu modificarea valorii măsurate.

Aceste erori pot fi atât sistematice, cât și aleatorii în același timp.

În funcție de sursa apariției, erorile sunt clasificate după cum urmează:

· Metodice - erori care decurg din imperfecțiunea metodelor de măsurare și prelucrarea rezultatelor acestora. De regulă, acestea sunt erori sistematice;

· Instrumental (hardware) - erori, care sunt determinate de erorile instrumentelor de masura folosite;

· Externe - erori cauzate de abaterea uneia sau mai multor cantități de influență de la valorile normale (de exemplu, temperatură, umiditate, câmpuri magnetice și electrice etc.). Aceste erori sunt sistematice;

· Subiectiv (personal) - erori datorate caracteristicilor individuale ale experimentatorului. Ele pot fi fie sistematice, fie aleatorii.

6. ERORI DE MĂSURARE

Eroarea instrumentelor de măsură este diferența dintre citirea dispozitivului de măsurare și valoarea reală valoare măsurată. Include în caz general componente sistematice și aleatorii.

GOST 8.009-84 GSI „Caracteristicile metrologice standardizate ale instrumentelor de măsurare” oferă următorii indicatori ai preciziei instrumentelor de măsurare:

· Limita, așteptarea matematică și abaterea standard a componentei sistematice omise a erorii;

Limita abaterii standard admisibile și funcția de autocorelare sau densitatea spectrală a componentei aleatorii a erorii.

Erorile instrumentelor de măsură pot fi prezentate sub următoarele forme:

Eroare absolută - diferența dintre valoarea X măsurată și valoarea Q adevărată a valorii măsurate:

În acest caz, în rezultatul măsurării se introduce o modificare - valoarea cantității cu același nume cu valoarea măsurată, adăugată la valoarea cantității obținute în timpul măsurării pentru a elimina eroarea sistematică:

Eroarea relativă - raportul dintre eroarea absolută și sens adevărat valoare măsurată

Adesea, în tehnica de măsurare, ei folosesc un concept precum acuratețea măsurării - o caracteristică a calității măsurării, care reflectă apropierea rezultatelor lor de valoarea reală a mărimii măsurate. Cantitativ, aceasta este reciproca modulului erorii relative de măsurare.

Eroare redusă - raportul dintre eroarea absolută și o valoare de normalizare ХN

V în acest caz XN este o valoare convențional acceptată care poate lua sensuri diferite in functie de tipul de scara. În cazul în care scara dispozitivului este uniformă și „0” este la începutul scalei (cazul cel mai frecvent în tehnica de măsurare), limita de măsurare este luată ca XN.

Dacă „0” se află în mijlocul unei scale uniforme, atunci suma modulelor limitelor de măsurare este utilizată ca Xn, iar dacă scara nu are zero (de exemplu, un termometru medical), atunci valoarea de normalizare este luată egală cu diferenţa dintre modulele limitelor de măsurare. Situația este mai complicată cu scalele neuniforme, adică. asemenea scale în care corespunde unul și același interval sensuri diferite valoare măsurată. În acest caz, se ia ca valoare de normalizare fie diferența de module ale limitelor secțiunilor uniforme ale scalei, fie lungimea scării în milimetri. Ultimul caz introduce anumite dificultăţi, întrucât în ​​acest caz valoarea mărimii fizice măsurate trebuie redusă la dimensiunea lungimii.

Valorile de eroare sunt setate pentru condiții normale, de ex. astfel de condiții de utilizare a instrumentelor de măsurare, în care valorile care afectează procesul de măsurare au valorile specificate în standardele relevante pentru instrumentele de măsurare de acest tip. Următoarele condiții sunt în general acceptate ca fiind normale: temperatura mediu inconjurator(20 ± 5) ° С, umiditatea relativă a aerului (65 ± 15)%, Presiunea atmosferică(100000 ± 4000) Pa. Valoarea erorii este influențată și de poziția instrumentelor, câmpuri electromagnetice, stabilitate conditii externe etc.

Eroarea inerentă instrumentelor de măsură situate în conditii normale, se numește eroare de bază.

Abaterea condițiilor externe de la normal duce la o modificare a erorilor și apoi apare o eroare, care se numește una suplimentară.

Eroarea de bază a instrumentului de măsurare este normalizată prin stabilirea limitelor erorilor de bază și suplimentare admisibile, de ex. cea mai mare eroare a instrumentului de măsurare (fără a ține cont de semn), la care poate fi recunoscut ca adecvat și aprobat pentru utilizare. Metodele de standardizare a limitelor erorilor de măsurare admise sunt reglementate de GOST 8.009-84 GSI și GOST 8.401-80 GSI.

În funcție de natura modificării erorii din interval, precum și de condițiile de utilizare a unui instrument de măsurare de acest tip, erorile instrumentelor de măsurare sunt normalizate după cum urmează:

a) sub forma unei erori absolute:

Într-un sens

unde a = const, pentru o eroare aditivă;

Pentru eroarea multiplicativă;

Masa N pentru diferite niveluri(sau intervale);

b) sub forma unei erori relative:

O valoare pentru eroarea aditivă;

Valoarea erorii multiplicative;

unde Xk - valoarea finală gamă. Valorile q, c, d sunt selectate din serie

(1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6) х10n (6,5)

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

Dacă domeniul de măsurare include zero, atunci în acest caz eroarea relativă tinde spre infinit, iar eroarea de bază a instrumentului de măsurare este normalizată de eroarea redusă.

În funcție de limitele erorii admisibile, toate instrumentele de măsură sunt împărțite în clase de precizie (Tabelul 6.1).

Clasa de precizie a unui instrument de măsurare este o caracteristică generalizată a unui instrument de măsurare, determinată de limitele erorilor de bază și suplimentare admisibile, precum și de alte proprietăți ale unui instrument de măsurare care afectează precizia, ale căror valori sunt stabilite în standarde. pentru anumite tipuri instrumente de masura.

Valoarea clasei de precizie este de asemenea selectată din seria (6.5).

Metoda de desemnare a clasei de precizie este determinată de forma de exprimare a erorii de bază.

Tabelul 6.1 - Exemple de desemnare a clasei de precizie

Postat pe http://www.allbest.ru/

Postat pe http://www.allbest.ru/

7 ERORI SISTEMATICE DE MĂSURARE

7.1 Clasificarea erorilor sistematice

Erorile sistematice sunt cele care nu se modifică în timp sau sunt funcții ale anumitor parametri care nu se modifică în timp. Al lor trăsătură distinctivă constă în faptul că pot fi prezise și, prin urmare, aproape complet eliminate prin introducerea unor amendamente corespunzătoare.

Erorile sistematice aditive, de exemplu, pot apărea din cauza greutății străine pe tava de cântărire, de la setarea inexactă a dispozitivului la „0” înainte de măsurare, de la EMF termo. în circuitele de curent continuu. Pentru a le elimina, dispozitivele au corector de zero. Erorile multiplicative sistematice sunt, de exemplu, o modificare a câștigului unui amplificator, o modificare a rigidității unei membrane a senzorului manometrului sau a unui arc de dispozitiv sau o tensiune de referință pe un voltmetru digital.

În funcție de motivele apariției, erorile sistematice sunt împărțite în erori instrumentale, externe, personale și de metodă.

Erorile instrumentale sunt cauzate de procesele de îmbătrânire ale anumitor părți ale echipamentului (descărcarea surselor de alimentare; îmbătrânirea rezistențelor, condensatoarelor; deformarea) Componente mecanice, contracția benzii de hârtie în recordere etc.). Particularitatea lor este că pot fi corectate prin introducerea unei corecții adecvate numai la un moment dat de timp și apoi cresc din nou în mod imprevizibil. Ca urmare, este necesară o repetare continuă a corecției, cu cât este mai frecventă, cu atât valoarea reziduală ar trebui să fie mai mică.

După natura manifestării, erorile sistematice sunt împărțite în constante și variabile.

Erorile sistematice permanente în procesul de măsurare nu își schimbă amploarea și semnul și, prin urmare, sunt foarte greu de detectat în rezultatele măsurătorii. În exterior, ei nu se manifestă în niciun fel și pot pentru mult timp trece neobservat. Singura cale Pentru a le evita este să calibrați dispozitivul prin recertificare față de măsuri sau semnale exemplare.

Erorile sistematice variabile fie își schimbă monoton valoarea (erori progresive), fie se modifică periodic (periodice: erori). Toate celelalte tipuri de erori sistematice sunt de obicei numite erori care variază în funcție de o lege complexă.

Prezența erorilor sistematice denaturează rezultatele măsurătorilor. Lipsa acestora determină corectitudinea măsurătorilor (sau corectitudinea instrumentelor de măsură).

Acuratețea măsurătorilor (instrumente de măsurare) - calitatea măsurătorilor (instrumente de măsurare), reflectând apropierea de zero a erorilor sistematice.

Sarcina de a asigura corectitudinea măsurătorilor este detectarea erorilor sistematice cu compensarea lor ulterioară totală sau parțială.

7.2 Detectarea erorilor sistematice

Principala dificultate este detectarea erorilor sistematice și determinarea mărimii și semnului acestora. Este necesar să se efectueze special cercetare experimentală... Este adesea folosit un grafic al secvenței de valori ale abaterilor aleatoare ale rezultatelor observației, care conține erori sistematice, de la media aritmetică. Esența acestui experiment este următoarea. Găsiți n rezultate de măsurare X1, X2, ... Xn, valoarea lor medie

iar abaterea măsurătorii rezultă din valoarea lor medie Vi = Xi-X. Pe baza acestor date, este trasat un grafic al secvenței Vi în funcție de numărul de observații. Tipul graficului depinde de natura erorii sistematice.

Dacă Vi se modifică brusc odată cu schimbarea condițiilor de observare (Figura 7.1), atunci aceste rezultate conțin o eroare sistematică constantă, în funcție de condițiile de observare. Din analiza graficului rezultă că primele patru puncte au fost obținute în anumite condiții (de un dispozitiv), restul de șase în altele. În consecință, unele dintre dispozitive introduc o eroare sistematică constantă.

Dacă Vi scade monoton (Figura 7.2), atunci aceasta înseamnă că există o eroare sistematică progresivă descrescătoare în rezultatele măsurătorii. Această metodă de detectare este potrivită atunci când componentele aleatorii ale erorii sunt mult mai mici decât cele sistematice. În plus, graficele permit doar detectarea erorii sistematice, fără a oferi informații despre valoarea acesteia. Evaluarea sa cantitativă se bazează pe rezultatele unor studii speciale, a căror metodologie depinde de natura experimentului și de sursele erorilor. De exemplu, dacă verificarea dispozitivului a fost efectuată conform unei măsuri exemplificative, atunci măsurarea diferenței dintre valoarea medie a cantității măsurate și valoarea măsurii se realizează cu o precizie determinată de eroarea măsurării erori de certificare și de măsurare aleatoare.

Aceasta va fi o componentă constantă a erorii sistematice de măsurare.

Postat pe http://www.allbest.ru/

7.3 Metode de reducere a erorilor sistematice și de introducere a corecțiilor

7.3.1 Înainte de a începe măsurătorile, este necesar să

· Setați cu atenție zerourile și efectuați calibrarea (de exemplu, calibrarea osciloscopului folosind un calibrator de durată cu cuarț);

· Verificarea instrumentelor de măsură de lucru cu determinarea valorii absolute și semnului erorii sistematice (corecții);

· Incalziti aparatele pentru timpul specificat in instructiunile de utilizare;

La asamblarea circuitelor, utilizați fire de conectare scurte, mai ales când măsurați frecvente inalte;

· Amplasați corect dispozitivele de măsurare. În același timp, trebuie acordată atenție instalării dispozitivelor în poziția de lucru (verticală sau orizontală, în conformitate cu semnele aplicate pe corpul dispozitivelor) și poziția relativă a dispozitivelor, ceea ce exclude comunicarea între ele. printr-un câmp electromagnetic; îndepărtați-le de obiectele încălzite, sursele puternice de câmpuri electrice și magnetice;

· Pentru a utiliza ecranarea și controlul temperaturii dispozitivelor.

7.3.2 În timpul măsurătorilor, erorile sistematice sau componentele lor individuale pot fi eliminate în următoarele moduri

· Metoda de înlocuire. În acest caz, valoarea măsurată este înlocuită cu o Măsură exemplificativă, care se află în aceleași condiții cu valoarea măsurată;

· O metodă de compensare a unei erori într-un semn. În acest caz, măsurarea sau citirea valorii măsurate se efectuează de două ori, astfel încât eroarea, necunoscută ca mărime, dar cunoscută în natură, intră în rezultat cu semne opuse. Jumătatea citirilor este lipsită de erori sistematice. De exemplu, putem oferi o modalitate de a elimina eroarea contorului de frecvență care rezultă din reacția inversă a mecanismului de reglare, atunci când reglarea este efectuată o dată din partea diviziilor mai mici ale scării de referință, iar a doua - din partea de divizii mari;

· Calea observaţiilor simetrice. Măsurătorile sunt efectuate secvenţial la intervale egale ale argumentului. Rezultatul final este valoarea medie a oricărei perechi de observații simetrice relativ la mijlocul intervalului de măsurare. Așa se măsoară adesea temperatura, timpul, presiunea etc.;

· Metoda de randomizare, i.e. traducerea erorilor sistematice în unele aleatorii. Să fie n dispozitive de același tip cu erori sistematice de aceeași origine. Eroarea variază aleatoriu de la dispozitiv la dispozitiv. Prin urmare, este posibil să se facă măsurători cu diferite instrumente și să se facă o medie a rezultatelor măsurătorilor.

7.3.3 După măsurători: la procesarea rezultatelor, erorile sistematice cu valori și semne cunoscute pot fi excluse

Pentru aceasta se introduc corecții q sau factori de corecție în rezultatele observației necorectate. Rezultatele măsurătorilor după efectuarea corecțiilor se numesc corectate.

Corecția este valoarea unei mărimi cu același nume cu valoarea măsurată, adăugată la valoarea mărimii obținute în timpul măsurării pentru a elimina eroarea sistematică:

Factorul de corecție este numărul cu care rezultatul măsurării este înmulțit pentru a elimina eroarea sistematică:

Trebuie amintit că corecția exclude eroarea sistematică aditivă, iar factorul de corecție - multiplicativ.Corecția și factorul de corecție sunt determinate în timpul verificării sau studiilor speciale.

7.4 Însumarea erorilor sistematice neexcluse

Erorile sistematice care rămân în rezultatele măsurătorilor după operațiunile de detectare, evaluare și eliminare se numesc erori sistematice neexcluse.

Atunci când se determină limita erorii sistematice neexcluse rezultate, componentele sale individuale sunt considerate variabile aleatorii. Dacă se știe că distribuția componentelor erorii sistematice neexcluse este normală, atunci

unde este valoarea componentei neexcluse a erorii sistematice;

m este numărul erorilor sistematice neexcluse.

Dacă nu există date despre tipul de distribuție, atunci

Postat pe http://www.allbest.ru/

Când Рд = 0,95 coeficient k = 1, l. La Рд = 0,99 k depinde de numărul de erori sistematice neexcluse m. Dacă m> 4, atunci k = 1,4.

Pentru m ≥ 4, procedați după cum urmează. Găsiți o atitudine

unde? "ci - componenta erorii sistematice, cea mai diferită ca valoare de restul;

? „Сi- este componenta erorii sistematice, care în valoarea sa este cea mai apropiată de?” Сi. Apoi, conform graficului dependenței lui k de 1, prezentat în figura 7.3, se găsește valoarea lui k. măsurători indirecte erorile sistematice neexcluse sunt anumite erori sistematice neexcluse de măsurare indirectă:

8. DISTRIBUȚIA VALORILOR ALEATORII ȘI CARACTERISTICILE LOR NUMERICE

Datorită faptului că rezultatul măsurării X conține o eroare aleatorie, acesta este el însuși o variabilă aleatoare, deoarece X = Q + ?.

Caracteristica principală a oricărui variabilă aleatorie este funcţia de distribuţie a probabilităţii care stabileşte relaţia dintre valori posibile variabilă aleatoare și probabilitățile de apariție a acestora în măsurători multiple.

Există două forme de prezentare a unei variabile aleatoare: integrală și diferențială.

Funcția integrală de distribuție a rezultatelor observației este o funcție. F (X) este probabilitatea ca rezultatul observației să fie mai mic decât o anumită valoare curentă x: F (X) = P (X

Postat pe http://www.allbest.ru/

Proprietatea principală a acestei funcții este următoarea: probabilitatea ca o variabilă aleatorie să ia valori în intervalul (x1 x2) este egală cu diferența dintre valorile funcției la sfârșitul intervalului: P (xi

Dacă x2-x1 =? X atunci aceleași incremente? X corespund unor valori diferite ale incrementului de probabilitate? F (x). Atunci densitatea de probabilitate a variabilei aleatoare sau densitatea de probabilitate va avea următoarea formă:

Aceasta este o reprezentare diferențială a lui F (x). În formă integrală

Probabilitatea ca o variabilă aleatoare să cadă în intervalul (x1 x2) va fi egală cu integrala densității distribuției probabilității:

Deoarece? = X-Q, atunci trecerea de la legile distribuției probabilității rezultatelor observației la legile distribuției probabilității erorilor se reduce la înlocuirea x cu? în formulele de mai sus.

setare de măsurare a erorilor

9. ERORI DE MĂSURARE ALEATORIE

9.1 Surse de eroare aleatorie

Erorile care nu sunt definite în amploarea și natura lor sunt numite aleatoare, în apariția cărora nu se observă regularitate.

Erorile aleatorii sunt detectate în timpul măsurătorilor repetate ale valorii dorite, deoarece rezultatele măsurătorilor individuale diferă unele de altele chiar și în acele cazuri în care măsurătorile repetate sunt efectuate la fel de atent și, se pare, în aceleași condiții. Cu alte cuvinte, erorile aleatoare sunt inevitabile și, prin urmare, valoarea reală a lui Xd este găsită cu o anumită aproximare. Erorile aleatorii includ, de exemplu, erori de citire din cauza paralaxei (la dispozitivele care nu sunt echipate cu o scară de oglindă). În funcție de poziția ochiului observatorului, capătul săgeții pare a fi situat deasupra unui anumit punct de pe scară, adică citirea efectivă obţinută depinde de poziţia ochiului (figura 9.1).

Postat pe http://www.allbest.ru/

Citirea corectă trebuie considerată punctul scalei pe care este proiectată săgeata, cu condiția ca linia de vedere (de la pupila la săgeată) să fie perpendiculară pe planul scalei. În consecință, citirea se face la punctul a ", deplasat cu o anumită cantitate în raport cu punctul adevărat a. În ce direcție și ce valoare va fi paralaxa depinde de caz. Dar cât de mare este eroarea în medie depinde de proiectarea dispozitivului: cu cât raportul distanței h dintre indicator și scară este mai mic față de lățimea totală a scării, cu atât eroarea va fi mai mică în medie. Prin urmare, proiectantul trebuie să ia în considerare în prealabil acest lucru și să ia măsuri constructive pentru reduceți-l la o valoare acceptabilă.

Eroarea oculară care apare la determinarea fracției de diviziune cu ochiul aparține și celei aleatorii. La proiectare, se crede de obicei că o persoană cu abilitățile necesare se înșeală când numără cu ochi cu cel mult 1/10 dintr-o diviziune. Acest lucru este cu condiția ca cântarul să îndeplinească anumite cerințe:

unu). diviziunile nu sunt prea mici - cel puțin 1,5 mm;

2). loviturile sunt clare, nu neclare;

3). grosimea liniilor și a firului de păr sau a firului, grosimea capătului săgeții este confortabilă; se recomandă de obicei o grosime a cursei de aproximativ 0,15 mm;

4). culoarea scalei astfel încât liniile să iasă în evidență clar;

5). în condiții de noapte, trebuie asigurată o iluminare suficientă a cântarului.

Eroarea (prin ochi sau din paralaxă), exprimată ca procent, va fi cu cât este mai mică, cu atât scara este mai mare (adică, prețul diviziunii fine este mai mic).

Eroarea de temperatură poate fi, de asemenea, citată ca exemplu de eroare aleatorie, adică. modificarea citirilor dispozitivului datorită faptului că temperatura ambiantă diferă de temperatura normală la care a fost calibrată scala. Pentru acest dispozitiv, puteți determina în avans cât de mult se schimbă citirea cu o anumită creștere a temperaturii. Prin urmare, poate fi eliminată luând în considerare modificarea.

În cele mai multe cazuri, erorile aleatoare nu pot fi excluse empiric, dar influența lor asupra rezultatului măsurării poate fi luată în considerare teoretic prin utilizarea teoriei probabilității și a statisticii matematice în prelucrarea rezultatelor măsurătorilor.

Distribuția normală a erorii aleatoare (distribuția Gauss) respectă ecuația

unde este probabilitatea de a obține erori (frecvența de apariție a unei erori aleatoare).

Funcțiile de distribuție pot fi destul de complet definite prin caracteristicile lor numerice, care includ momentele inițiale și centrale.

Momentul inițial al ordinului k este așteptarea matematică a unei variabile aleatoare de gradul k:

În cele mai multe cazuri, punctul de pornire al ordinului 1 este același cu valoarea adevărată a mărimii măsurate.

Momentul central al ordinului k este așteptarea matematică a puterii k a variabilei aleatoare centrate (adică diferența dintre valoarea variabilei aleatoare și așteptarea ei matematică). Când se aplică măsurătorilor, o variabilă aleatorie centrată va fi o eroare aleatorie:

X-M [X] = X-Q (9,3)

Punctul central al ordinului 2 va fi varianța rezultatelor observației:

Aceasta este împrăștierea rezultatelor observațiilor cu privire la așteptările matematice. Dezavantajul acestei reprezentări a erorii de măsurare este că are dimensiunea pătratului valorii măsurate. Prin urmare, în practică, se utilizează valoarea abaterii standard a rezultatului măsurării

Spre deosebire de rezultatele măsurătorilor, caracteristicile numerice ale funcției de distribuție sunt deterministe, nu aleatorii. Prin urmare, pentru a găsi valorile exacte, este necesar să se facă un număr infinit de observații. Acest lucru dă naștere problemei determinării valorilor aproximative obținute într-un număr de observații independente. În statistica matematică, astfel de valori aproximative exprimate într-un număr se numesc estimări punctuale. Orice estimare punctuală calculată pe baza datelor experimentale este o variabilă aleatorie care depinde de parametrul în sine și de numărul de experimente. Distribuția estimării depinde de distribuția variabilei aleatoare inițiale. Notele sunt clasificate astfel:

· Consecvente, când, odată cu creșterea numărului de observații, se apropie de valoarea parametrului estimat;

· Impărțind, dacă așteptarea matematică este egală cu parametrul estimat;

· Eficient dacă varianța sa este mai mică decât varianța oricărei alte estimări a acestui parametru.

9.2 Estimări punctuale ale caracteristicilor numerice ale măsurandului

Să existe un eșantion de n valori măsurate X1 X2, ... Xn. Rezultatele măsurătorilor conțin numai erori aleatorii. Este necesar să se găsească o estimare a valorii adevărate a mărimii măsurate și un parametru care caracterizează gradul de împrăștiere a observațiilor într-un eșantion dat.

9.2.1 Estimarea valorii adevărate a mărimii măsurate

Cu legile distribuției probabilităților simetrice, valoarea adevărată a mărimii măsurate coincide cu așteptarea sa matematică, iar estimarea așteptării matematice este media aritmetică a rezultatelor observațiilor individuale:

9.2.2 Estimarea abaterii standard (r.m.s.) a rezultatului observației

Dacă așteptarea matematică a unei variabile aleatoare este cunoscută, atunci valoarea r.m.s. egală

Dacă așteptarea matematică este necunoscută, atunci, conform rezultatelor observațiilor eșantionului, poate fi găsită doar o estimare a așteptării matematice X. Aceasta va fi o estimare consistentă, dar părtinitoare.

Estimarea imparțială va fi

9.2.3 Evaluarea R.m.s. rezultatul măsurării

Estimarea de mai sus a valorii adevărate a valorii măsurate X este o variabilă aleatoare împrăștiată în raport cu Q. S. to. va arata asa

Această valoare caracterizează împrăștierea valorii medii aritmetice X a rezultatelor n observații ale valorii măsurate relativ la valoarea sa adevărată.

9.3 Evaluarea r.s.s. rezultatul măsurării indirecte

Toate cele de mai sus se referă la evaluarea s.s.o. rezultatul măsurării directe. Pentru a evalua s.s.o. rezultatul unei măsurători indirecte se face după cum urmează. Fie rezultatul măsurării o funcție a m variabile Q = F (X1, X2, .., Xm). Găsiți erorile parțiale ale rezultatului măsurării

unde estimările r.m.s. rezultatul măsurării directe a valorii i.

S.k.o. rezultatul unei măsurători indirecte se găsește prin formula

unde Rij este coeficientul de corelație care arată gradul de relație statistică dintre erorile parțiale de măsurare.

10. CLASIFICAREA INSTRUMENTELOR DE MĂSURĂ

Din întreaga varietate de metode și instrumente de măsurare, le vom lua în considerare numai pe cele care sunt utilizate pe scară largă pentru măsurarea caracteristicilor semnalelor electrice și a parametrilor circuitelor de inginerie radio la monitorizarea stării tehnice a diferitelor dispozitive electronice radio. Instrumentele de măsurare utilizate în acest scop pot fi împărțite condiționat în două grupe: instrumente de măsură electromecanice și electronice.

Documente similare

Fundamente teoretice și concepte principale ale metrologiei. Metode de standardizare a caracteristicilor metrologice ale instrumentelor de măsurare, de evaluare a erorilor instrumentelor și a rezultatelor măsurătorilor. Bazele asigurării uniformității măsurătorilor. Structura și funcțiile serviciilor metrologice.

tutorial, adăugat 30.11.2010


Investigarea conceptelor de „convergență” și „reproductibilitate a măsurătorilor”. Construirea unei hărți de analiză statistică a calității condensatoarelor prin metoda valorilor medii aritmetice. Analiza principalelor tipuri de erori de măsurare: sistematice, aleatorii și brute.

test, adaugat 02.07.2012


Caracteristica statică a transformării. Relația dintre parametrii informațiilor de ieșire și de intrare ai valorii măsurate. Pragul de sensibilitate. Valoarea diviziunii. Raza de masurare. Eroarea măsurii și regularitatea manifestării erorilor.

prezentare adaugata la 22.10.2013


Standardizarea caracteristicilor metrologice ale instrumentelor de măsură. Clasa lor de precizie este o caracteristică generalizată a acestui tip de mijloace, exprimată prin limitele erorilor de bază și suplimentare admisibile. Formule speciale pentru standardizarea lor în conformitate cu GOST.

prezentare adaugata la 19.07.2015


Clasificarea erorilor după natura manifestării (sistematică și aleatorie). Conceptul de probabilitate a unui eveniment aleatoriu. Caracteristicile erorilor aleatorii. Caracteristicile dinamice ale instrumentelor fixe de măsură. Erori dinamice de măsurare.

lucrare de termen adăugată 18.04.2015


Informații despre metodele și tipurile de măsurători. Descrierea teoriei și schemei tehnologice a procesului de răcire artificială. Suportul metrologic al procesului. Selectarea si justificarea sistemului de masurare, schema de transfer de informatii. Calculul erorilor de măsurare.

lucrare de termen, adăugată 29.04.2014


Determinarea valorii puterii curentului electric ca urmare a măsurătorilor indirecte prin evaluarea mărimii rezistenței, tensiunii și erorilor. Evaluarea costului de acreditare a organismului de certificare a produsului de bază și a laboratorului de testare.

lucrare de termen, adăugată 15.02.2011


Caracteristici generale ale obiectelor de măsurat în metrologie. Conceptul de tipuri și metode de măsurători. Clasificarea si caracteristicile instrumentelor de masura. Proprietăţile metrologice şi caracteristicile metrologice ale instrumentelor de măsură. Fundamente ale teoriei și tehnicilor de măsurare.

rezumat, adăugat 14.02.2011


Clasificarea erorilor de măsurare: după forma de prezentare, după condițiile de apariție, în funcție de condițiile și modurile de măsurare, de la cauzele și locul apariției. Greșeli și greșeli tipice. Măsurătorile și erorile lor în construcție.

lucrare de termen, adăugată 14.12.2010


Întrebări generale despre bazele metrologiei și tehnologiei de măsurare. Clasificarea și caracteristicile măsurătorilor și procesele care le însoțesc. Asemănări și diferențe de control și măsurare. Instrumente de măsură și caracteristicile lor metrologice. Tipuri de eroare de măsurare.

Caracteristicile metrologice de bază ale aparatelor de măsură

Instrumente de monitorizare a parametrilor proceselor tehnologice

Știința se ocupă de problemele teoriei măsurătorilor, a mijloacelor de asigurare a unității acestora și a modalităților de a obține acuratețea necesară. metrologie.

Metrologia definește măsurarea ca un proces cognitiv, care constă în găsirea relației dintre valoarea măsurată și o altă valoare luată în mod convențional ca unitate de măsură. Deci, dacă k este o mărime măsurată, a este o unitate de măsură, a t este o valoare numerică a unei mărimi măsurate în unitatea adoptată, atunci

k = că. (2.1)

Această ecuație este ecuația de măsură de bază.

În teoria măsurătorilor, există: măsurători directe, indirecte, agregate și comune.

Măsurătorile directe, caracterizate prin egalitate (2.1), constau în compararea directă a mărimii măsurate cu o unitate de măsură folosind o măsură sau un dispozitiv de măsurare cu o scară exprimată în aceste unități. Majoritatea mărimilor fizice sunt determinate nu prin măsurători directe, ci prin calcule, folosind dependențe funcționale cunoscute.

Măsurătorile în care valoarea măsurată dorită este determinată prin calcule din rezultatele măsurătorilor directe asociate cu valoarea dorită printr-o dependență funcțională cunoscută sunt numite măsurători indirecte... În acest caz, valoarea mărimii măsurate este determinată de formulă

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

unde A, B, C sunt valorile obținute din măsurători directe. Exemple de măsurători indirecte sunt: ​​determinarea volumului unui corp prin măsurători directe ale dimensiunilor sale geometrice, debitul unei substanțe care curge în conductă, prin căderea de presiune prin dispozitivul de accelerație etc.

Măsurătorile agregate sunt cele la care se găsesc valorile căutate ale mărimilor cu ajutorul unui sistem de ecuații obținute prin măsurători directe ale diferitelor combinații ale acestor mărimi.

Măsurători articulare sunt măsurătorile efectuate simultan a două sau mai multe mărimi neidentice pentru a găsi relația dintre ele.

2.1. Caracteristicile instrumentelor de măsură

Echipamentul de măsurare include masuri, instrumente de masura si dispozitive auxiliare... Prin programare, măsurile și instrumentele de măsurare sunt exemplarși muncitorii.

Măsurile și instrumentele de măsură exemplificative sunt folosite pentru reproducerea și stocarea unităților de măsură, precum și pentru calibrarea și verificarea dispozitivelor de măsurare în funcțiune.

Măsurile de lucru și instrumentele de măsurare sunt destinate comparării directe sau indirecte a valorilor măsurate cu unitățile de măsură sau măsuri corespunzătoare și sunt împărțite în două grupe - de laborator și tehnic. Măsurile de laborator și instrumentele de măsurare se caracterizează prin precizia specificată, iar atunci când sunt aplicate, rezultatul măsurării trebuie modificat în conformitate cu datele pașaportului, precum și influența factorilor externi ar trebui să fie luată în considerare. Pentru măsurile tehnice și instrumentele de măsurare, se presupune că precizia este predeterminată și nu sunt necesare modificări ale rezultatului măsurării, care este considerat exact în limitele caracteristicilor metrologice normalizate stabilite prin specificațiile tehnice sau standardele de stat.

În cazul general, un dispozitiv de măsurare este înțeles ca un instrument de măsurare conceput pentru a genera semnale de informație de măsurare într-o formă care este accesibilă pentru percepția directă de către un observator. După modalitatea de emitere a informațiilor, instrumentele de măsurare pot fi arătând sau înregistrarea, iar în prezența dispozitivelor de semnalizare - semnalizare.

Caracteristici metrologice aparate de măsurare care determină fiabilitatea informațiilor primite, adică. funcția principală a instrumentelor de măsurare, servesc drept criterii principale pentru calitatea acestora. Numărul de caracteristici metrologice standardizate ale instrumentelor de măsurare include următorii indicatori:

1. Limite de măsurare(sub forma unei caracteristici statice nominale, cea mai mică valoare de împărțire a unei scale neuniforme a unui dispozitiv de măsurare, un cod de ieșire sau un preț nominal al unei unități de măsură).

2. Standarde de precizie a măsurătorilor(erori ale instrumentelor de măsură, caracteristici dinamice, sensibilitate, stabilitate și variație a indicațiilor etc.).

3. Tipuri, metode, expresii și metode de standardizare a erorilor.

4. Metode de certificare și testare.

Caracteristica statică nominală a unui instrument de măsură este înțeleasă ca dependența funcțională a semnalului de ieșire (mișcarea dispozitivului de citire etc.) de parametrul măsurat A (semnal de ieșire) în condiții externe specificate și în starea staționară a sistemului. Caracteristica statică va fi liniară numai dacă sensibilitatea diferențială S este constantă pentru întregul interval de lucru al valorilor lui A, când

S = = = const (2 3)

Valoarea minimă X 0 a valorii măsurate care poate provoca cea mai mică mișcare vizibilă a indicatorului sau modificarea valorii de ieșire se numește pragul de sensibilitate.

Constanta instrumentului se refera la numarul de unitati de masura cu care trebuie inmultita citirea (numarul determinat de pozitia dispozitivului de citire) pentru a obtine o indicatie in anumite unitati de masura. În majoritatea instrumentelor de măsură, dispozitivele de citire sunt realizate sub forma unei scale și a unui indicator. Scara este o colecție de semne situate de-a lungul unei linii. Începutul și sfârșitul scalei, corespunzătoare limitelor inferioare și superioare de măsurare, definesc domeniul de măsurare. Inerția instrumentelor de măsură în timpul tranziției unui parametru de la o valoare constantă la alta este evaluată prin caracteristici dinamice, cum ar fi o constantă de timp, timpul de stabilire a indicațiilor etc. Erorile sunt caracteristici importante ale dispozitivelor de măsurare.

Eroare de măsurare dispozitiv este diferența dintre rezultatul măsurării X a unei anumite valori și valoarea sa reală X 0:

A = X - X 0, (2.4)

unde A este principala caracteristică cantitativă a măsurării, numită eroare absolută. Eroare relativă, egal cu raportul dintre eroarea absolută și valoarea reală a valorii măsurate, exprimat în procent:

5 = 100/Ho

În acest sens, erorile aparatelor de măsurare pot fi clasificate după cum urmează:

statica si dinamica, in functie de conditii si moduri de functionare;

sistematic, casual și nepoliticos, în funcţie de natura manifestării lor şi de posibilitatea eliminării.

Eroare statică se numește eroare care apare la o valoare constantă a mărimii măsurate și la condiții externe constante.

Eroare dinamică se numeste eroare care apare la modificarea valorii masurate si influente externe.

Erori sistematice sunt numite constante ca mărime și semn sau variabile după o anumită lege, erori care se repetă cu măsurători multiple. Erorile sistematice se determină prin măsurători repetate de aceeași valoare în alte condiții constante și sunt eliminate prin intermediul unor dispozitive de reglare sau prin introducerea de corecție cu ajutorul unor elemente speciale. Erorile sistematice sunt împărțite în progresive și periodice. Erorile care cresc sau descresc continuu se numesc progresive. Acestea includ erori de la uzura pieselor, contactelor etc. Erorile periodice sunt acelea care variază ca mărime și semn, apărute în timpul funcționării dispozitivelor de măsurare.

Erori aleatorii sunt erori, care variază în mod incert ca amploare și semn. Ele determină precizia dispozitivului de măsurare. Erorile accidentale sunt utilizate pentru a evalua acuratețea atât a dispozitivelor de măsurare în sine, cât și a metodelor de măsurare. Din cauza unei erori aleatoare, valoarea adevărată a valorii măsurate este necunoscută, prin urmare, la calcularea erorilor aleatoare, media aritmetică X a N măsurători Xi obținute este luată ca valoare măsurată,

2.1. Informații caracteristice procesului de măsurare

Orice măsurătoare poate fi considerată ca un lanț de transformări ale mărimii măsurate până când rezultatul măsurării este prezentat în forma care trebuia să fie obținută.

Procesul de măsurare se caracterizează prin transferul de informații despre valoarea mărimii măsurate de la un purtător la altul, adică. conversia informațiilor despre valoarea mărimii măsurate în rezultatul măsurării. Aceasta înseamnă că, din punctul de vedere al informației, măsurarea poate fi considerată ca un proces de primire și conversie a informațiilor dintr-o valoare măsurată în scopul obținerii unui rezultat cantitativ prin compararea acestuia cu o scară sau o unitate de măsură acceptată, într-o formă cât mai convenabilă pentru a ei în continuare. utilizare de către oameni și mașini.

Pentru a stabili o legătură între acuratețea măsurătorilor și cantitatea de informații obținute în timpul măsurătorilor, se folosesc prevederile de bază ale teoriei informațiilor. Mai mult, sub termenul „ informație„înțelegeți totalitatea informațiilor despre un obiect, proces sau fenomen, în cazul general, despre un sistem fizic.

Sarcina de a obține informații este de a elimina incertitudinea din ideile noastre cu privire la starea unui anumit sistem fizic și de a stabili modele cantitative asociate cu primirea, procesarea și stocarea informațiilor.

Astfel, obținerea oricărei informații, inclusiv măsurarea informațiilor, este considerată de teoria informației ca fiind eliminarea unei anumite incertitudini, iar cantitatea de informații este considerată ca diferența dintre situația de dinainte și de după primirea acestui mesaj. În prezent, conform experților care dezvoltă și utilizează teoria informațională a dispozitivelor de măsurare, utilizarea metodelor de teoria informației va oferi o evaluare mai eficientă a calității dispozitivelor.

2.2. Supravegherea tehnologiei de măsurare

Asigurarea uniformității măsurătorilor și menținerea în stare corespunzătoare a instrumentelor de măsurare în toate sectoarele economiei naționale se realizează de către serviciul metrologic unificat al țării, condus de Standardul de stat al Federației Ruse și format din serviciul metrologic de stat și departamental. servicii metrologice. Serviciul Metrologic de Stat are o serie de institute și departamente de cercetare ale Standardului de Stat al Federației Ruse. Acestea din urmă sunt responsabile de centrele teritoriale de metrologie și standardizare, laboratoarele interregionale, regionale (regionale) și interraionale de supraveghere de stat a standardelor și echipamentelor de măsurare.

Principalele sarcini ale serviciului metrologic de stat sunt: ​​- implementarea supravegherii de stat asupra echipamentelor de măsurare,

Elaborarea documentelor normative și tehnice ale sistemului de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor (GSI) și controlul implementării acestora,

Crearea și îmbunătățirea unei baze de referință și a unui parc de instrumente de măsurare exemplare,

GSI este un set de reguli, reglementări, cerințe și norme stabilite de standardele de stat care determină organizarea și metodologia de evaluare și asigurare a acurateței măsurătorilor. Aceste standarde reglementează: unități de mărimi fizice, metode și mijloace de reproducere a acestor unități și de transfer al dimensiunilor acestora la instrumentele de măsurare de lucru, modalități de exprimare a caracteristicilor metrologice standardizate ale instrumentelor de măsură și indicatorii exactității rezultatelor măsurătorilor; cerințe pentru procedura de măsurare; procedura și metodologia de efectuare a încercărilor de stare, verificarea și revizuirea instrumentelor de măsurare.

Una dintre principalele responsabilități ale serviciului metrologic de stat este asigurarea supravegherii de către stat a echipamentelor de măsurare. Sunt supuse supravegherii: producerea, starea, exploatarea si repararea masurilor si instrumentelor de masura, precum si activitatile serviciilor metrologice departamentale. Organismele Standardului de Stat al Federației Ruse au dreptul de a interzice punerea în circulație a instrumentelor de măsurare care nu îndeplinesc cerințele standardelor de stat și condițiilor tehnice, de a retrage din circulație măsurile și instrumentele de măsurare necorespunzătoare, de a îndeplini obligațiile de stat. verificarea instrumentelor de măsurare, efectuarea încercărilor de stat și certificarea instrumentelor de măsură noi.

Toate măsurile și dispozitivele de măsurare destinate producției în serie și punerii în circulație sunt supuse testelor de stat. În procesul de testare, se stabilește conformitatea dispozitivelor cu cerințele economiei naționale, nivelul modern al tehnologiei de măsurare și cerințele standardelor. Cu rezultate pozitive ale testării de stat a dispozitivelor, Standardul de stat al Federației Ruse permite producerea și punerea lor în circulație și le include în registrul de stat.

Pentru a asigura acuratețea necesară a măsurătorilor, a fost stabilită o anumită procedură pentru organizarea și efectuarea verificării instrumentelor de măsurare. Toate instrumentele de măsură sunt supuse verificării de stat sau departamentale.

Verificarea de stat efectuată de sistemul Gosstandart al Federației Ruse se aplică instrumentelor de măsurare utilizate în organele serviciului metrologic de stat, instrumentelor exemplare originale utilizate în organele serviciilor de metrologie departamentale, precum și instrumentelor de măsurare de lucru utilizate pentru contabilitate și reciprocitate. aşezărilor, asigurând siguranţa protecţiei mediului şi a sănătăţii publice. Lista instrumentelor de măsurare de lucru care fac obiectul verificării obligatorii de stat și frecvența acestei verificări pentru grupuri individuale de instrumente sunt stabilite de Standardul de stat al Federației Ruse.

Verificarea departamentală este efectuată de organele serviciilor metrologice departamentale ale întreprinderilor, organizațiilor și instituțiilor individuale care au permisiunea de a efectua lucrări de verificare din partea organismelor Standardului de Stat al Federației Ruse. Sunt supuse acestei verificări toate instrumentele de măsurare utilizate în economia națională care nu fac obiectul verificării de stat. Verificarea instrumentelor de măsurare se efectuează în conformitate cu cerințele standardelor de stat, instrucțiunilor și liniilor directoare ale Standardului de stat al Federației Ruse pentru metode și mijloace de verificare. Dispozitivele recunoscute ca nu îndeplinesc clasa de precizie sau defecte ca urmare a verificării nu sunt permise pentru utilizare ulterioară până când deficiențele identificate nu sunt eliminate. Dispozitivele recunoscute ca fiind adecvate sunt ștampilate sau eliberate cu certificate. Restricționați accesul la mecanismele instrumentelor, dacă este necesar. După ce sunt verificate, carcasele instrumentelor sunt sigilate.

Atunci când participă la comisiile de stat pentru acceptarea echipamentelor tehnologice nou asamblate și reconstruite ale industriilor explozive și periculoase de incendiu, cu disponibilitatea echipamentelor de automatizare, pompierii ar trebui să acorde atenție îndeplinirii cerințelor documentelor de reglementare relevante ale standardului de stat pentru verificare. a dispozitivelor și brandingul acestora. Acest lucru reduce posibilitatea apariției unor situații explozive și periculoase de incendiu la instalații, iar în cazul unui incendiu și explozie, dispozitivele care au trecut calibrarea vor reflecta în mod obiectiv situația de pre-urgență și cursul desfășurării accidentului care a dus la focul.

INSTRUMENTE DE CONTROL AL PARAMETRILOR DE PROCES

PROCESELE

3.1. Instrumentare de temperatură

Pentru a măsura temperatura, se folosește o modificare a oricărei proprietăți fizice a unui corp, care depinde în mod unic de temperatura acestuia și este ușor de măsurat.

Proprietățile care stau la baza funcționării dispozitivelor de măsurare a temperaturii includ: dilatarea volumetrică a corpurilor, o modificare a presiunii unei substanțe într-un volum închis, apariția unei forțe termoelectromotoare, o modificare a rezistenței electrice a conductorilor și semiconductorilor, radiația. intensitatea corpurilor încălzite etc.

În funcție de proprietățile fizice pe care se bazează funcționarea instrumentelor de măsurare a temperaturii, acestea se disting:

1. Termometre de expansiune, construite pe principiul modificării volumului unui lichid sau a dimensiunilor liniare a solidelor cu modificarea temperaturii. Ele sunt folosite pentru a măsura temperaturi de la -190 la +500 0 С.

2. Termometrele de măsurare bazate pe modificarea presiunii unui lichid, gaz sau vapori într-un volum închis cu o schimbare a temperaturii. Acestea sunt utilizate pentru măsurarea temperaturilor de la -120 la +600 0 С.

3. Pirometre termoelectrice (termocupluri), al căror principiu se bazează pe apariția unei forțe electromotoare atunci când temperatura uneia dintre joncțiunile unui circuit închis de termoelectrozi diferiți se modifică. Sunt utilizate pentru măsurarea temperaturilor de la -200 la +2000 0 С.

4. Termometre de rezistență bazate pe modificarea rezistenței electrice a unui conductor sau semiconductor cu modificarea temperaturii. Sunt utilizate pentru măsurarea temperaturilor de la -200 la +650 0 С.

5. Pirometre cu radiații care funcționează pe principiul modificării intensității radiației corpurilor încălzite în funcție de schimbările de temperatură. Ele sunt folosite pentru a măsura temperaturi de la +600 la +6000 0 С.

3.2. Instrumentare de presiune

Presiunea este determinată de raportul dintre forța distribuită uniform pe o zonă și normală acesteia, la dimensiunea acestei zone. În funcție de valoarea măsurată, instrumentele de măsurare a presiunii sunt împărțite în:

manometre - pentru măsurarea suprapresiunilor medii și mari;

vacuometre - pentru măsurarea vidului mediu și ridicat;

contoare de manovacuum - pentru măsurarea presiunilor medii și mari și a rarefării;

manometre - pentru măsurarea presiunilor mici în exces;

contoare de tracțiune - pentru măsurarea vidului scăzut;

manometre - pentru măsurarea suprapresiunilor scăzute și

rarefiere;

manometre diferenţiale - pentru măsurarea diferenţei de presiune;

barometre - pentru măsurarea presiunii atmosferice.

După principiul de funcționare, se disting următoarele instrumente de măsurare a presiunii: lichid, arc, piston, radioactiv electric.

Dispozitive lichide. În aceste dispozitive, presiunea sau vidul măsurat este echilibrată de presiunea hidrostatică a coloanei fluidului de lucru, care este folosit ca mercur, apă, alcool etc.

Instrumente cu arc. Presiunea sau vidul măsurat este echilibrat de forțele elastice ale diferitelor elemente sensibile (arc tubular, diafragmă, burduf etc.), a căror deformare, proporțională cu parametrul măsurat, se transmite prin intermediul unui sistem de pârghii săgeții. sau stiloul dispozitivului.

Calibre cu piston. Presiunea este determinată de valoarea sarcinii care acționează asupra pistonului unei anumite zone, deplasându-se în cilindrul umplut cu ulei; manometrele cu piston au clase de precizie ridicate egale cu 0,02; 0,05; 0,2.

Dispozitive electrice. Funcționarea acestor dispozitive se bazează pe măsurarea proprietăților electrice (rezistență, capacitate, inductanță etc.) ale unor materiale atunci când sunt expuse la presiunea exterioară.

Dispozitive piezoelectrice. Aceste aparate folosesc efectul piezoelectric, care consta in aparitia unor sarcini electrice pe suprafata unor cristale (cuart, sare Rochelle, turmalina) atunci cand li se aplica o forta intr-o anumita directie.

Dispozitive radioactive. Presiunea este determinată de modificarea gradului de ionizare sau a gradului de absorbție a razelor y cu o modificare a densității substanței.

3.3. Instrumentare de nivel

Pe baza principiului de funcționare, manometrele de nivel pentru lichide sunt împărțite în pahare indicatoare, plutitoare, hidrostatice, electrice și radioactive.

Paharele indicatoare sau paharele de măsurare a nivelului sunt un tub de sticlă dispus vertical în care lichidul, ca în vasele comunicante, este setat la aceeași înălțime ca și în aparat. Ochelarii indicator sunt utilizați pentru măsurarea nivelului local în dispozitive.

Indicatoare de nivel cu plutitor. În aceste dispozitive, elementul de detectare este un plutitor cu o greutate specifică mai mică (plutitoare) sau mai mare (scufundată) decât un lichid. O modificare a nivelului lichidului din aparat determină mișcarea plutitorului, care, folosind un sistem de pârghii, tije și cabluri, este transmis unui indicator care se deplasează de-a lungul unei cântar sau unui dispozitiv secundar pentru citire și înregistrare.

Indicatoarele de nivel hidrostatice sunt folosite pentru a măsura presiunea hidrostatică a unei coloane de lichid, al cărei nivel este în curs de determinare. Se face o distincție între manometrele piezometrice hidrostatice și manometrele diferențiale. Funcționarea manometrelor piezometrice hidrostatice se bazează pe utilizarea presiunii de aer sau gaz prin barbotare printr-un strat de lichid cu un nivel măsurat atunci când acesta din urmă se modifică.

Acțiunea manometrelor hidrostatice de presiune diferențială se bazează pe determinarea nivelului prin presiunea coloanei de lichid măsurat, care este echilibrată de presiunea unei coloane constante de lichid.

Indicatoare electrice de nivel. Cele mai utilizate indicatori de nivel sunt capacitive și ohmice.

În instrumentele electrice capacitive de nivel, elementul sensibil este un condensator, ale cărui plăci sunt situate pe părțile opuse ale unui tub dielectric vertical conectat la aparat ca niște vase comunicante. Dacă o placă a condensatorului este un electrod, atunci cealaltă este peretele aparatului. Când nivelul lichidului se modifică, capacitatea condensatorului conectat la unul dintre brațele punții AC se modifică și un semnal proporțional cu valoarea nivelului măsurat este furnizat la intrarea dispozitivului secundar.

Funcționarea manometrelor electrice de nivel ohmic utilizate pentru determinarea nivelului lichidelor conductoare de electricitate se bazează pe măsurarea rezistenței dintre electrozii de forma corespunzătoare introduși în lichid. În acest caz, rezistența stratului de lichid dintre electrod și corp sau între doi electrozi depinde de înălțimea nivelului de lichid din aparat.

Indicatoare de nivel radioactive. Măsurarea nivelului lichidului se bazează pe măsurarea ratei de absorbție a particulelor γ atunci când nivelul lichidului se modifică.

3.4. Instrumentare de debit

Debitul volumetric g este cantitatea volumetrică a unei substanțe V care curge prin secțiunea transversală a conductei pe unitatea de timp t,

unde p este densitatea substanței, kg / m 3.

Dispozitivele concepute pentru măsurarea debitului se numesc debitmetre, iar cele care măsoară cantitatea de substanță care curge prin secțiunea transversală a unei conducte într-o perioadă de timp se numesc contoare.

Conform principiului de funcționare, debitmetrele pot fi împărțite în debitmetre cu presiune diferențială variabilă și constantă, nivel variabil.

Debitmetre cu presiune diferențială variabilă. Funcționarea acestor dispozitive se bazează pe apariția unei căderi de presiune pe un dispozitiv de conicitate de secțiune transversală constantă instalat în interiorul conductei. Diferența de presiune statică în amonte și în aval de dispozitivul de constrângere (presiunea diferențială), măsurată de un manometru, depinde de debitul mediului care curge și poate servi ca măsură a debitului.

Debitmetre cu presiune diferențială constantă (rotametre). Funcționarea acestor dispozitive se bazează pe mișcarea unui element sensibil (plutitor) instalat într-un tub conic vertical; o substanță este alimentată prin ea de jos, al cărei debit este măsurat. Când debitul de lichid, gaz sau abur se modifică, plutitorul se mișcă în sus și orificiul tubului se modifică. Ridicarea plutitorului este legată funcțional de debitul. În acest caz, căderea de presiune pe flotor, pe măsură ce acesta se mișcă de-a lungul axei tubului, rămâne practic constantă.

Debitmetre cu nivel variabil. Funcționarea acestor dispozitive se bazează pe o modificare a înălțimii nivelului lichidului din vas cu flux continuu și curgere liberă a acestuia din vas.

Există și alte tipuri de debitmetre, a căror funcționare se bazează pe unele legi fizice (modificări ale parametrilor electrici, transfer de căldură în flux, scăderea intensității ultrasunetelor sau a radiațiilor radioactive, în funcție de debit).

3.5. Pod echilibrat automat

Puntea echilibrată este proiectată pentru măsurarea continuă, înregistrarea și reglarea temperaturii. Funcționează împreună cu termometrele de rezistență de etalonări standard, de ex. corespunde limitei de măsurare specificate - calibrarea termometrului de rezistență. Aceasta înseamnă că fiecărui dispozitiv îi corespunde un anumit grup de termometre de rezistență de aceeași calibrare. Esența acțiunii termometrelor de rezistență se bazează pe dependența rezistenței sale electrice de temperatură.

Principalul circuit de măsurare al dispozitivului considerat este puntea. Măsurătorile cantităților neelectrice prin metode electrice sunt foarte răspândite în inginerie electrică și automatizare. Circuitul de măsurare a podului a fost utilizat de peste 100 de ani și capacitatea de măsurare

Condiția de echilibru înseamnă un astfel de raport al rezistențelor punții la care diferența de potențial U bd = 0 în vârfurile diagonalei de măsurare și nu există semnal de ieșire în circuitul de măsurare. Starea U bd = 0 corespunde egalității căderilor de tensiune, respectiv, în umerii adiacenți, adică.

Ui = U4 și U2 = U3. (3.1)

Legea lui Ohm

Ui = I1R1; U2 = I1R2; U3 = I2R3; U4 = I2R4. (3,2)

Înlocuind în egalitatea căderilor de tensiune (3.1) valorile acestora, exprimate în termeni de curenți și rezistențe (3.2), și împărțind termen cu termen, obținem:

I1R1 / I1R2 = WI2R3 (3,3)

sau, reducând valorile curenților I 1 și I 2, avem egalitatea:

R1R3 = R2R4, (3,4)

care se numește condiția clasică de echilibru a circuitului de punte, se citește după cum urmează: „Dacă produsele rezistențelor brațelor opuse ale circuitului de punte sunt egale, atunci nu există nicio diferență de potențial în vârfurile diagonalei de măsurare”. Această metodă se numește măsurarea rezistenței zero.

O diagramă schematică a unui pod echilibrat este prezentată în Fig. 3.2.

Un termometru cu rezistență din cupru sau platină R t, a cărui rezistență electrică urmează să fie măsurată, este inclus într-unul dintre brațe

puntea prin intermediul firelor de legatura cu rezistenta R. Celelalte brate ale podului constau din rezistente constante de manganina Rmt si rezistenta calibrata variabila a firului de glisare R p, tot din manganina. O diagonală a podului este alimentată cu curent continuu sau ca, cealaltă include un indicator zero. Când puntea este în echilibru, egalitatea este satisfăcută:

R \ Rt = R2R4, (3,5)

de unde, ținând cont de rezistența reocordului, scriem:

(Rx + rx) Rt = (R2 + r2) R4. (3,6)

În acest caz, diferența de potențial dintre punctele bd este egală cu zero, curentul nu trece prin galvanometrul zero și săgeata acestuia va fi setată la marcajul zero. Când temperatura se schimbă, rezistența electrică a termometrului de rezistență se va modifica și puntea va deveni dezechilibrată. Pentru a restabili echilibrul, este necesar, la rezistențele constante Ri, R2 și R4, modificarea valorii rezistenței firului de glisare prin deplasarea contactului său mobil.

Astfel, dacă calibrați rezistența firului de glisare, atunci după poziția glisorului său atunci când puntea este în echilibru, se poate aprecia valoarea rezistenței R 1, deci, temperatura măsurată.

Orez. 3.3. Schema schematică a unei punți de echilibru electronic

rezistență electrică. Puntea de masura, formata din rezistente constante si variabile (R 1, R 2 si R 4) si alimentata cu tensiune (6,3 V) de la una din infasurarile transformatorului de putere, este dezechilibrata, iar o tensiune de dezechilibru U va aparea in diagonala punții dintre punctele b și d bd. Acesta din urmă este alimentat la intrarea unui amplificator electronic (EU), unde este amplificat în tensiune și putere, apoi este alimentat la motorul invers al RD și își antrenează rotorul. Rotindu-se intr-un sens sau altul, in functie de semnul dezechilibrului, rotorul motorului reversibil misca cursorul conectat mecanic al glisierei R p, sageata si stiloul de-a lungul scarii aparatului pana cand puntea de masurare ajunge la un stare de echilibru. În acest caz, tensiunea la intrarea amplificatorului electronic (EU) va deveni egală cu zero, motorul electric RD se va opri, iar dispozitivul va afișa temperatura măsurată.

Precizia citirii contorului depinde de potrivirea rezistențelor firelor care conectează termometrul de rezistență la puntea de echilibru automată. Pentru a ajusta rezistențele firelor de legătură la valoarea de calibrare, rezistențele R y și R "y sunt utilizate până la 2,5 Ohm fiecare. La calibrarea dispozitivelor, se ia rezistența fiecărui fir care merge de la termometru la dispozitiv (2,5 + 0,01). ) Ohm.Dacă rezistența fiecărui fir va fi mai mică de 2,5 ohmi, atunci o rezistență suplimentară este conectată în serie la linia de conectare, care completează rezistența fiecărui fir la 2,5 ohmi.

În condiții de producție, termometrul de rezistență poate fi amplasat la o distanță considerabilă de dispozitivul secundar; atunci când temperatura mediului fluctuează, valoarea rezistenței acestora se va modifica, ceea ce va duce la o eroare suplimentară în citirile punții automate de echilibru . Pentru a elimina eroarea, se folosește o diagramă de conectare cu trei fire a termometrului de rezistență cu un dispozitiv secundar, care constă în faptul că punctul c (Fig. 3.4) este transferat direct la termometrul de rezistență. Cu această legătură, rezistența

firul R se adaugă la brațul punții de măsurare, iar rezistența

R la umăr cu rezistență constantă. Atunci starea de echilibru a circuitului puntea va avea forma:

(R1 + rR1) ​​​​(Rt + R l)) = (R2 + rR 2 + R ^) R4. (3,7)

Circuitul de măsurare al punții automate de echilibru poate fi alimentat și de la o baterie uscată DC sau de la o baterie cu o tensiune de 1,2-1,5 V. În acest caz, amplificatorul electronic al dispozitivului trebuie să aibă un traductor de vibrații pentru a converti dezechilibrul DC semnal într-unul alternativ în scopul amplificării sale ulterioare.

În acest sens, punțile de echilibru DC sunt utilizate atunci când în circuitul de măsurare pot apărea diverse pickup-uri (de exemplu, la instalarea unui termometru de rezistență în cuptoare electrice sau locuri cu câmpuri magnetice mari). În plus, punțile de curent continuu sunt utilizate în cazurile în care, în funcție de condițiile de funcționare ale dispozitivelor și de securitatea la incendiu, acestea sunt alimentate de surse de curent continuu de putere redusă.

Din punct de vedere structural, puntea de echilibru cu auto-înregistrare automată este un dispozitiv staționar, toate unitățile fiind situate în interiorul unei carcase de oțel. Citirile sunt înregistrate pe hârtie de diagramă deplasată de un motor sincron.

Industria produce punți automate de echilibru care arată și înregistrează pe o diagramă de disc, arătând și înregistrând pe o diagramă de bandă punți KSM2, KSM3, KSM4, arătând poduri cu o scară rotativă și alte modificări. Diagramele lor schematice sunt similare cu schema considerată a unei punți de echilibru automat și diferă numai în proiectarea nodurilor individuale.

Cu toate acestea, tipul de dispozitiv electronic discutat mai sus are și o serie de dezavantaje:

interval mic de măsurare a temperaturii (până la 600 0 С);

în volumul produsului trebuie plasat un termometru de rezistență instalat în dispozitivele tehnologice;

dispozitivul secundar nu are mijloace speciale de protecție împotriva exploziei și se instalează numai în sălile de instrumente.

3.6. Potențiometru automat

Un potențiometru automat este conceput pentru a măsura, înregistra și regla temperatura. Funcționează într-un set cu termocupluri de etalonări standard, este folosit pentru măsurarea temperaturilor de la -200 la + 2000 0 C. Ca materiale structurale pentru electrozi de termocuplu se folosesc următoarele: fier-copel, copel-alumel, chromel-alumel, platină -rodiu platină etc.forța termoelectromotoare (TEMF) de la schimbarea temperaturii este liniară.

În potențiometrele electronice se folosește o metodă de măsurare potențiometrică (compensare), care se bazează pe echilibrarea (compensarea) TEMF măsurat cu o diferență de potențial cunoscută formată de o sursă de alimentare auxiliară.

Din schema schematică (Fig. 3.5) se poate observa că termocuplul este conectat astfel încât curentul său în secțiunea Rad merge în aceeași direcție ca de la sursa de alimentare B, iar diferența de potențial dintre punctul A și orice punct intermediar D. este proporţională cu rezistenţa Rad.

Mișcarea contactului mobil D, cu condiția ca 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.

Dezavantajul schemei luate în considerare este că TEMF depinde de constanța curentului din circuitul reocordului.

Varierea curentului de operare în circuitul slidewire poate introduce erori în rezultatele măsurătorii. Setarea valorii necesare a curentului de funcționare și controlul constanței acestuia se realizează și prin metoda de compensare (Fig. 3.6).

Circuitul are trei circuite:

circuit sursă de curent (sursa de curent B, rezistență de setare, rezistență constantă, cablu de glisare cu contact mobil D);

circuit element normal (element normal NE, rezistență constantă, dispozitiv de măsurare MT);

circuit de termocuplu (termocuplu TP, dispozitiv de măsurare IP, parte din rezistența variabilă a firului de glisare).

În modul de control, comutatorul este setat în poziția K, conectând elementul normal la capetele rezistenței Rh.3 (EMF-ul sursei de alimentare B este îndreptat către EMF-ul elementului normal). Odată cu scăderea valorii curentului de funcționare, acesta este reglat de rezistența de setare și se atinge o poziție în care diferența de potențial la capetele rezistenței Rh.3 nu devine egală cu EMF a unui element normal. Curentul din circuitul dispozitivului de măsurare va deveni egal cu zero. Dacă R ycT nu reușește să stabilească curentul de funcționare, atunci bateria este înlocuită. În modul de măsurare, comutatorul este setat în poziția I, conectând astfel termocuplul în serie cu elementul normal, reocordul în punctul A și contactul mobil D. Termocuplul TEMF în acest caz va fi direcționat în direcția opusă EMF al sursei B. Mișcând contactul D, găsiți astfel de poziție, la care diferența de potențial dintre punctul A și contactul Dreochord este egală cu termocuplul TEMF.

La dispozitivele din seria GSP, circuitul de măsurare este alimentat de o sursă stabilizată, ceea ce simplifică proiectarea și funcționarea.

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

Măsurare- aflarea valorii unei marimi fizice experimental folosind mijloace tehnice speciale si exprimarea rezultatului in unitatile adoptate.

Semne de măsurare:

Cantitate fizica

Experiență necesară

Disponibilitatea instrumentelor de măsurare

Valoarea numerică a unei mărimi fizice

Instrument de măsurare- un instrument de măsurare care are caracteristici tehnice standardizate.

Cantitate fizica- o proprietate comună calitativ pentru multe obiecte fizice, procese sau fenomene, dar individuală cantitativ.

Valoarea reală a mărimii fizice- o valoare care satisface nevoile consumatorului in acest caz.

Clasificare PV.

Poate lucra: activ, pasiv

Determinist, aleatoriu

Analog - PV, care are un număr infinit de valori într-un interval dat; cuantificat

În timp: continuu, discret

Tipuri de măsurare .

Pe baza obținerii unui rezultat:

Linii drepte - măsurători în care valoarea dorită este determinată direct în timpul experimentului

Indirect - se folosește relația funcțională cunoscută între rezultatele măsurate prin metoda directă și EF dorit

În comun - se efectuează măsurarea simultană a mai multor PV diferite pentru a găsi relația dintre ele

Agregat - măsurători, atunci când există o măsurare simultană a mai multor PV din același PV pentru a determina valorile dorite ale altui PV

Pe baza schimbării în timp:

Static - măsurarea valorii unor PV, a căror valoare este neschimbată în timpul utilizării rezultatului

Dinamic

Pe baza frecvenței de măsurare:

O dată

Multiplu

Precizie

Sunt prevăzute condiții egale - constante de desfășurare, aceleași instrumente de măsurare

Inegale - instrumente de măsurare cu diferite niveluri de precizie.

informație- informaţie care reduce incertitudinea anterioară asupra obiectului.

Semnal de informare de măsurare- un semnal ai cărui parametri sunt legați funcțional de valoarea măsurată.

Aspectul informațional al măsurării: primirea oricărui SRI - un lanț de conversii de semnal.

.

Instrument de măsurare- mijloace tehnice cu caracteristici metrologice standardizate.

Purtătorul PV este semnalul.

Semnal Este un proces fizic care are loc în timp.

Caracteristici integrale:

- factorul de creastă

- forme

- câștig

- sinusoidal

1,1,1 - meandre

- dinți de ferăstrău

Clasificarea instrumentelor de măsură.

Măsuri - instrumente de măsură care reproduc PV de o dimensiune dată

Traductoarele de măsurare sunt instrumente de măsurare care emit RI într-o formă convenabilă pentru transmitere, stocare, procesare, dar incomodă pentru percepția directă de către un observator. Termocuplu. Valoarea electrică în electric (transformator). Nu de la electric la electric. Generator (termocuplu). Parametric (termometrul de rezistență) nu generează un semnal, este necesară o sursă de alimentare suplimentară pentru funcționare. Senzorul este un traductor de măsurare proiectat structural.

Aparate de măsurare - instrumente de măsurare care generează RI într-o formă convenabilă pentru percepția directă de către un observator. Analogic, digital. Valoarea de ieșire analogică este o funcție continuă a valorii de intrare. În funcție de posibilitatea de conservare, rezultatele sunt împărțite în afișare și înregistrare. În funcție de locul de instalare, se disting staționar și portabil.

Instalații de măsurare - un set de instrumente de măsură și dispozitive auxiliare combinate structural și funcțional, destinate construcției raționale a unui experiment de măsurare.

Sistem de măsurare - un set de instrumente de măsurare și dispozitive auxiliare combinate structural și funcțional, concepute pentru colectarea automată a informațiilor de măsurare de la un număr de obiecte cu transmitere, procesare, stocare ulterioară.

K - comutator

PNK - convertor tensiune-cod

КС - canal de comunicare

M - modulator

DM - demodulator

Metode de măsurare .

În funcție de utilizarea măsurii:

Metoda de evaluare directă - măsurile nu sunt implicate în procesul de măsurare, rezultatul se obține direct pe dispozitivul de citire al instrumentului de măsurare. Măsura este utilizată indirect - la fabricarea dispozitivului.

Metode de comparare - măsura este direct implicată în procesul de măsurare

Metoda zero.

NU - indicator zero

Ex - tensiune măsurată

U0 este o măsură exemplară

Metoda constă în faptul că diferența dintre valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură se reduce la 0 în timpul măsurării, care este fixată de NI. Rezultatul este egal cu valoarea măsurii. Aparate de măsurare a podurilor. Cu o precizie ridicată a măsurării, metoda vă permite să obțineți un rezultat al măsurării cu o precizie ridicată.

Metoda diferențială.

Diferența dintre valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură este măsurată cu ajutorul unui instrument de măsurare. Rezultatul este obținut ca sumă a valorii de măsurare și a citirilor instrumentului de măsurare. Această metodă face posibilă obținerea unui rezultat de măsurare cu o precizie ridicată atunci când se utilizează un instrument de măsurare cu o precizie relativ scăzută.

Δ este eroarea absolută a voltmetrului.

Metoda de înlocuire.

Valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură sunt măsurate alternativ. Valoarea necunoscută este determinată din aceste două măsurători. Are suficientă precizie dacă obiectul de măsurare este aproximativ egal cu măsura.

Erori de măsurare .

Eroare- caracteristici cantitative

Precizie- o caracteristică calitativă care reflectă apropierea de zero a erorii.

Clasificare.

Pe cale de exprimare:

După locul (motivul) apariției:

Metodic - datorita inadecvarii modelului adoptat al obiectului de masurat

Instrumental - eroare instrumentală a instrumentului de măsurare în sine

După natura schimbării:

Sistematic - constant sau schimbător conform unei legi cunoscute

Aleatoriu - se modifică conform legilor numerelor aleatoare. Pentru a-l găsi, elemente ale teoriei probabilității, măsurători statistice

Erori - eroare subiectivă a operatorului

Prin modul în care mediul influențează instrumentul de măsură:

Principal - apare în condiții normale de funcționare a instrumentului de măsurare

Suplimentar - în alte condiții decât cele normale

După natura schimbării în timp:

Static - apar la măsurarea unei constante în timp

Dinamic - atunci când se măsoară un semnal care se modifică în timp

În raport cu valoarea măsurată:

Aditiv - nu depinde de valoarea măsurată

Multiplicativ - depinde de valoarea măsurată

Caracteristicile instrumentelor de măsură .

Non-metrologic- caracteristici care nu afectează acuratețea rezultatului măsurării (greutate, mărime, culoare).

Metrologic- afectează acuratețea (impedanța de intrare, capacitatea, frecarea etc.)

Caracteristici metrologice de bază:

Funcția de conversie statică nominală este relația dintre parametrii informaționali ai semnalului de intrare și de ieșire. Este introdus pentru tipul de instrument de măsurare.

O funcție de transformare reală (ecuația de transformare) este o caracteristică de transformare reală. Sub forma unei dependențe funcționale, un tabel de valori de intrare și de ieșire, funcționează în coordonate.

Sensibilitatea este raportul dintre creșterea valorii de ieșire și creșterea valorii de intrare care a determinat această creștere.

Pragul de sensibilitate (rezoluția) este valoarea minimă a mărimii de intrare care poate fi detectată prin modificarea mărimii de ieșire.

Constanta dispozitivului este raportul dintre o anumită valoare a valorii măsurate și citirea dispozitivului în diviziuni.

Valoarea diviziunii este diferența dintre semnele de scară adiacente, iar dacă această diferență este o valoare constantă, atunci scara este uniformă.

Intervalele de citire sunt diferența dintre valorile maxime și minime.

Domenii de măsurare - zona de pe scara instrumentului de măsurare, în care sunt determinate (setate) caracteristicile metrologice - domeniul de lucru

Caracteristicile instrumentului de măsurare care afectează circuitul de măsurare.

Măsurarea erorilor instrumentelor. De bază, suplimentar. Aditiv, multiplicativ.

Standardizarea erorii instrumentului de măsurare .

Clasa de precizie a instrumentului de măsură- caracteristica metrologică integrală principală a instrumentului de măsurare, care dă limita principală de eroare. În unele cazuri, clasa de precizie stabilește atât erori suplimentare, cât și alte caracteristici metrologice. Valoarea clasei de precizie este selectată dintr-un număr de numere:

La osciloscoapele electronice, clasa de precizie reflectă o valoare diferită.

Raționalizarea- stabilirea caracteristicilor nominale pentru un anumit tip de instrument de masura si a abaterilor admise pentru acest rezultat.

Tipul instrumentului de măsurare- un ansamblu de instrumente de masura cu acelasi scop, bazate pe acelasi principiu, avand acelasi design si realizate dupa aceeasi documentatie tehnologica.

Metoda de standardizare a erorii unui instrument de măsurare depinde de natura erorii absolute a instrumentului dat.

Eroarea este aditivă..

cu o scară uniformă.

cu o bifă dedesubt. Cu o scară neuniformă.

Natura multiplicativă a erorii.

într-un cerc.

Natura mixtă a erorii.

Verificare- aceasta este determinarea conformității unui instrument de măsurare dat cu clasa sa de precizie.

Standardizarea erorilor suplimentare.

Standardizarea erorii suplimentare se reduce la setarea coeficientului de influență sau a funcției de influență.

Dispozitive electromecanice .

Acestea sunt dispozitive în care energia electrică a semnalului măsurat este convertită în energie mecanică a părții mobile a dispozitivului.

Circuit de măsurare- servește la transformarea energiei electrice a semnalului de intrare în energie electrică (scalare)

Mecanism de măsurare- sa transforme energia electrica in miscare mecanica a piesei in miscare.

Dispozitiv de citire- pentru vizualizare.

Clasificarea dispozitivelor electromecanice.

După tipul valorii măsurate (curent, tensiune, rezistență, putere, frecvență, fază)

După natura semnalului electric

Prin metoda creării unui contra moment (mecanic - un arc, ratiometric - datorită unei bobine suplimentare care creează un contra câmp magnetic)

Prin metoda de calmare a părții în mișcare (inducție magnetică, aer, lichid)

După tipul de mecanism de măsurare (magneto-electric, electro-magnetic, electro-dinamic, electro-static, inducție, ferodinamic)

Dispozitive magneto-electrice.

Piese poli magnetice, miez fix, cadru curent, contraarc.

Câmpul din decalaj este uniform.

Demnitate:

Defecte:

Capacitate redusă de suprasarcină

Incapacitatea de a funcționa pe curent alternativ

Complexitatea relativă a producției

Dispozitive bazate pe MEIM .

Ampermetre.

Voltmetre.

Ohmmetre.

Schema secventiala.

Influența sursei de alimentare asupra rezultatului măsurării este eliminată folosind un șunt magnetic încorporat în designul MI, care afectează câmpul magnetic pentru a compensa tensiunea de alimentare.

Circuit paralel.

Avantaje:

Precizie ridicată

Fiabilitate ridicată

Dezavantaj: dependență de tensiunea de alimentare.

Este posibil să se construiască instrumente combinate (testere) care măsoară simultan tensiunea, curentul, rezistența, (inductanța, capacitatea). Pe baza MEIM, sunt construite astfel de dispozitive extrem de sensibile precum galvanometrele, precum și dispozitive pentru măsurarea tensiunii alternative.

Dispozitive electronice analogice și convertoare .

Mijloace de măsurare, în care conversia semnalului informațiilor de măsurare se realizează folosind dispozitive electronice analogice. Semnalul de ieșire al unor astfel de instrumente de măsură este o funcție continuă a semnalului de intrare. Folosit pentru a măsura toate tipurile de semnale electrice: tensiune, curent, rezistență, fază, frecvență...

Voltmetre electronice- instrumente de masura, in care tensiunea masurata este transformata in curent continuu, care este masurata de MEIM.

Specificații:

Gamă largă de valori ale tensiunii măsurate, de la 10 ^ -9 V DC până la 10 ^ 3 V AC.

Sensibilitate ridicată prin utilizarea amplificatoarelor de intrare

Impedanta mare de intrare

Gamă largă de frecvență a tensiunii măsurate de la 0 la 10 ^ 8 Hz

Neuniformitatea răspunsului în frecvență nu trebuie să depășească ± 3 dB față de referință.

Voltmetrele electronice sunt clasificate în:

Curent continuu

Curent alternativ

Universal (măsoară și cantități suplimentare)

Impuls

Selectiv

Voltmetre electronice DC.

Divizor de intrare, amplificator DC, mecanism de măsurare.

Sunt foarte sensibili.

Particularitati:

La
apare o deriva de nivel zero.

Pentru a crește sensibilitatea, se folosește un modulator, un demodulator.

Funcțiile modulatorului și demodulatorului sunt îndeplinite de comutatoare analogice, care sunt controlate sincron de generator. Vă permite să obțineți valoarea câștigului până la ~ 10 ^ 5. Depinde de polaritate.

Voltmetre AC.

În funcție de convertor:

Valori de amplitudine

Valori medii

Valori RMS

Detectoare de vârf- convertoare în voltmetre de valori ale amplitudinii.

Detector de vârf cu intrare deschisă.

Condensatorul este reîncărcat cu o jumătate de undă pozitivă, jumătate de undă negativă nu este trecută de diodă. Pentru a minimiza ondulația, este selectat timpul de încărcare-descărcare al condensatorului

Detector de vârf cu intrare închisă.

Datorită gradării în valori efective
, factorul de creastă al semnalului sinusoidal. Dacă nu este un semnal sinusoidal, atunci

Voltmetre medii.

Amplificator de tensiune AC, convertor.

O creștere a tensiunii de intrare crește sensibilitatea și reduce influența neliniarității diodelor de intrare ale convertorului (datorită trecerii la regiunea de dependență liniară)

pentru un semnal nesinusoidal.

Pentru a amplifica semnalul, se folosesc dispozitive de pătrare.

... Scara pentru astfel de dispozitive este pătratică.

Voltmetre universale.

Bazat pe detectoare de vârf cu intrare închisă.

Tensiune constantă: 0,1 ÷ 600V

Tensiune variabilă: 1 ÷ 600V

Rezistenta: 10Ω ÷ 100MΩ

Voltmetre cu impulsuri.

Pentru măsurarea amplitudinii semnalelor de diferite forme.

Particularitati:

Scara este gradată în valori de amplitudine. Detector de vârf cu intrare închisă.

Voltmetre selective.

Pentru măsurarea valorilor RMS ale tensiunii într-o anumită bandă de frecvență sau a valorii RMS a anumitor armonici.

Omite o frecvență. Valoarea semnalului RMS pentru un voltmetru real. Precizie scăzută 6 ÷ 15% eroare de bază. 0,1μV ÷ 1V. 10Hz ÷ 100kHz.

Osciloscop cu raze catodice .

Pentru observarea vizuală, măsurarea și înregistrarea semnalelor electrice.

Particularitati:

Gamă largă de frecvență

Sensibilitate crescută

Impedanta mare de intrare

Tub catodic.

K - catod: emisie de electroni.

A1, A2 - anozi.

A1 - focus: grosimea liniei

A2 - anod de accelerare.

UGO - amplificator de deviere orizontală. UVO - verticală.

A3 - măsurarea semnalelor de impuls cu ciclu de lucru ridicat.

Specificații:

Sensibilitate

Lățimea de bandă

Durata luminii ulterioare - timpul dintre sfârșitul fasciculului și momentul în care luminozitatea atinge 1% din originalul

Zona de lucru a ecranului: dimensiuni geometrice și neliniaritatea deformarii fasciculului.

Structura generalizată a unui osciloscop.

VD - divizor de intrare - scalarea semnalului de intrare

PU - dispozitiv de pornire - pornirea canalului de deviere verticală

LZ - linie de întârziere - pentru a întârzia semnalul de intrare pentru un timp, timpul de răspuns al GR

VU - amplificator de ieșire - pentru generarea unui semnal care controlează direct plăcile de deviere verticale.

UVO - amplificator de deviere verticală

KA - calibrator de amplitudine - generator de impulsuri dreptunghiulare cu valori cunoscute ale amplitudinii și frecvenței. Astfel, în timpul calibrării, se stabilesc valorile normalizate ale amplitudinii și frecvenței, în funcție de care sunt ajustați coeficienții de deformare și de baleiaj.

CD - calibrator de durată

BS - unitate de sincronizare - pentru a obține o imagine stabilă, pentru care frecvența GR este variabilă

GR - generator de măturare - modelarea unui semnal din dinte de ferăstrău

UGO - amplificator de deviere orizontală

Normalizarea erorilor.

4 clase de precizie: 1 (3%), 2 (5%), 3 (10%), 4 (12%) - pentru Co și CD.

Această eroare este normalizată atunci când semnalele normalizate (undă pătrată sau sinusoidală) sunt aplicate la intrarea osciloscopului.

Dacă perioada semnalului observat este un multiplu al frecvenței GR, atunci vedem o imagine staționară. LZ este folosit pentru a compensa timpul de schimbare.

Standby și sincronizare automată: în modul standby, GR pornește numai în același timp cu sosirea semnalului observat.

Intrare închisă - trece doar componenta variabilă, Deschis - și constanta.

Aparate digitale de masura .

Acestea sunt dispozitive care generează automat semnale informatice digitale discrete, iar citirile sunt prezentate în formă digitală.

Generează un cod digital în conformitate cu valoarea măsurată, în timp ce valoarea analogică continuă este cuantificată în nivel și eșantionată în timp.

Eșantionarea timpului- transformare, în care valoarea mărimii diferă de 0 și coincide cu valoarea corespunzătoare a mărimii măsurate numai în anumite momente de timp. Intervalele dintre aceste valori sunt pasul de eșantionare.

Cuantificarea nivelului- o transformare în care o valoare analogică continuă ia valori fixe, cuantificate. Aceste valori sunt niveluri de cuantizare sau cuante.

O caracteristică importantă este regula de identificare a cantității măsurate și a nivelurilor de cuantizare.

Metode de bază pentru conversia continuă în cod.

Metoda de numărare secvenţială- are cel mai lung timp de măsurare, dar cel mai ieftin.

Metoda aproximării succesive- fiecare pas următor este jumătate din cel precedent.

Metoda de citire- compararea simultană a valorii măsurate cu toate nivelurile de cuantizare simultan. Timpul de măsurare este cel mai scurt, dar scump.

Clasificarea CIU .

Prin metoda de conversie:

numărare secvenţială

aproximare succesivă

citiri

După tipul valorii măsurate

Prin metoda medierii valorii măsurate:

valori instantanee

mediere (integrare)

După modul de operare:

acțiune ciclică (conform unui program rigid)

urmărire - urmăriți modificările valorii de cuantizare cu o anumită valoare

DAC = ADC + OA, CPU = DAC + ADC

Principalele caracteristici metrologice ale CIU.

Static:

eroare de discretitate (cuantizare).

sensibilitate

implementarea nivelurilor de cuantizare

din interferență

Eroare de discreție.

Eroarea de cuantizare este metodică. Sistematic - așteptarea șahmat.

Eroare de sensibilitate... Apare ca o consecință a imperfecțiunii dispozitivului de comparație.

Eroare de la implementarea nivelurilor de cuantizare.

Δд - metodic; Δh, Δр - instrumental

Dacă deplasarea nivelurilor de cuantizare depinde de numărul nivelului, atunci eroarea
.

O eroare care apare la cuantificarea unui interval de timp. La măsurarea intervalului de timp se folosesc impulsuri de cuantificare cu o frecvență cunoscută.

Erori de la decalarea temporală a impulsurilor de pornire și oprire în raport cu cuantificatorul.

Pulsul de pornire este sincronizat cu o jumătate de perioadă a impulsului de cuantizare.

Clasa de precizie c/d.

Voltmetru digital cu impuls de timp .

Ux măsurat este convertit în intervalul de timp Tx, care la rândul său este măsurat prin cuantificare cu impulsuri de o frecvență stabilă f0 și numărarea acestor impulsuri în timp tx este convertită într-un cod.

Unghiul de înclinare Uk sau viteza de formare a acestuia sunt cunoscute.

Sursa erorilor VITSV.

Erori dinamice ale CIU .

- eroare dinamică de primul fel, datorită proprietăților aperiodice ale circuitului de intrare.

Conversia unei valori analogice într-una cuantificată să aibă loc prin metoda numărării secvenţiale.
este determinată de timpul de conversie.

Unde М1 este modulul maximului primei derivate a semnalului - rata de modificare a acestuia.

MINISTERUL CĂILOR DE COMUNICARE ALE FEDERATIEI RUSE

UNIVERSITATEA DE STAT A CĂILOR DE COMUNICARE din Moscova (MIIT)

Departamentul de Inginerie Electrică, Metrologie și Inginerie Energetică

G.G. Ryabtsev, I.V. Semenov

APROBAT de Consiliul Editorial si de Editare al Universitatii

CARACTERISTICI METROLOGICE ALE INSTRUMENTELOR DE MĂSURĂ ELECTROMECANICE PENTRU EVALUARE DIRECTĂ

Instructiuni metodologice pentru munca de laborator in metrologie pentru studentii specialitatilor electrice

Moscova - 2004

UDC 621.317.39 (075.8)

Ryabtsev G.G. Semenov I.V. Caracteristicile metrologice ale instrumentelor electromecanice de măsurare cu evaluare directă: Orientări metodologice pentru lucrul de laborator. - M .: MIIT, 2004 .-- 24 p ..

Sunt date scurte informații teoretice despre caracteristicile metrologice ale instrumentelor de măsură electromecanice pentru evaluare directă, sunt date exemple de calcul a caracteristicilor instrumentelor și alegerea instrumentelor pentru măsurători, ținând cont de particularitățile mărimilor electrice măsurate de acestea.

© Universitatea de Transport de Stat din Moscova (MIIT), 2004

1. SCOPUL LUCRĂRII

Investigarea caracteristicilor metrologice ale dispozitivelor electromecanice de evaluare directă.

2. SCURT INFORMAȚII TEORETICE Un dispozitiv electromecanic de evaluare directă este

un dispozitiv în care citirea rezultatului măsurătorii se realizează direct pe o scară gradată în unități ale valorii măsurate de aparat.

Caracteristici metrologice - acestea sunt caracteristicile dispozitivului,

determinarea adecvării sale pentru măsurarea unei anumite mărimi fizice într-un interval dat al valorilor sale și cu o precizie dată.

Caracteristicile metrologice ale instrumentelor de măsură sunt împărțite în statice și dinamice.

Caracteristicile statice determină proprietățile dispozitivului atunci când sunt măsurate de acesta valorile la starea de echilibru valoarea cerută. Caracteristicile statice ale dispozitivului includ: funcția de conversie, intervalele de indicații și măsurători, sensibilitatea, diviziunea scalei, impedanța de intrare, consumul de energie și clasa de precizie.

Caracteristicile dinamice determină proprietățile dispozitivului atunci când sunt măsurate de acesta cantități variabile în timp... Caracteristicile dinamice includ: răspunsul în frecvență, răspunsul tranzitoriu și eroarea dinamică a dispozitivului.

2.1. Funcția de conversie a instrumentului

Funcția de transformare (sau ecuația) a instrumentului este dependență de weekend semnalul aparatului din valoarea măsurată

semnal de intrare

Pentru instrumentele de măsură electromecanice, evaluarea directă este dependența unghiului α de abatere (în diviziuni ale scalei instrumentului) a indicatorului dispozitivului de citire al instrumentului de nivelul X al valorii pe care o măsoară.

α = f (X).

Funcțiile de conversie a instrumentelor sunt prezentate sub formă de dependențe analitice, grafice, tabele. Funcția de conversie a dispozitivului este utilizată pentru a construi caracteristicile de calibrare ale scalei sale. Funcția de conversie ideală este o relație liniară (în timp ce scara dispozitivului este uniformă, ceea ce oferă o citire mai precisă a rezultatului măsurării).

2.2. Indicarea domeniului și domeniul de măsurare al dispozitivului

Intervalul de indicații este intervalul valorilor scalei instrumentului, limitat de pictogramele inițiale ale scalei.

Domeniul de măsurare este intervalul de valori ale mărimii măsurate, în

în cadrul căruia limitele de eroare admisibile sunt normalizate

Pentru instrumentele cu funcție de conversie liniară și scară uniformă, domeniul de citire și domeniul de măsurare sunt aceleași.

În dispozitivele cu o funcție de conversie neliniară și o scară neuniformă, domeniul de măsurare este marcat pe scară cu puncte sau o linie continuă trasată sub marcajele scării (Fig. 1).

Cea mai mică valoare a valorii măsurate în domeniul de măsurare se numește limită inferioară de măsurare, iar cea mai mare valoare se numește limită superioară de măsurare.

X max

α max

2.3. Sensibilitatea dispozitivului

Sensibilitatea contorului caracterizează capacitatea instrumentului de a răspunde la modificările semnalului de intrare. Sensibilitate este determinată din ecuația de transformare și este raportul dintre modificarea semnalului Δα la ieșirea dispozitivului și modificarea semnalului X la intrarea dispozitivului

Sensibilitatea dispozitivelor cu o scară neuniformă are valori diferite în diferite puncte ale scalei și pentru fiecare punct este determinată de raportul (2).

2.4. Diviziunea la scara unitatii

Diviziunea pe scară a comparatorului este diferența dintre valorile cantităților corespunzătoare la două semne de scară adiacente, aceasta determină scara dispozitivului de citire dispozitiv.

Unitatea de diviziune a unei scale uniforme este definită ca raport

superior		X max	măsurabile			instrument	magnitudini
numărul corespunzător de diviziuni α max ale scalei sale
			C =	X max
				α max

De exemplu, pentru miliampermetrul de la p. 2.3. pretul de divizare va fi C = 1 mA.

Valoarea de împărțire a scalei neuniforme a dispozitivului este determinată în fiecare dintre punctele sale ca diferență între valorile valorii măsurate corespunzătoare a două semne adiacente de pe scară.

2.5. Impedanța de intrare și consumul de energie al dispozitivului

Impedanța de intrare și consumul de energie determină

gradul de influență instrument de măsurare pornit mod de operare

circuitul electric în care se face măsurarea. De exemplu, cu cât rezistența de intrare a voltmetrului este mai mică, cu atât scade mai mult

căderea de tensiune în secțiunea circuitului, în paralel la care este conectat acest voltmetru, deoarece rezistența echivalentă a circuitului scade, ceea ce este determinat de rezistența conectată în paralel a secțiunii circuitului și a voltmetrului. Prin urmare, voltmetrele ar trebui să aibă cât mai multă rezistență posibil. Spre deosebire de voltmetre, ampermetrele ar trebui să aibă o rezistență de intrare cât mai mică posibil, deoarece sunt conectate în serie într-un circuit electric și măresc rezistența acestui circuit, în urma căreia curentul din acesta scade.

Rezistența de intrare a dispozitivului este indicată în pașaportul său, iar dacă nu este indicată, atunci este determinată prin calcul.

Pentru a calcula rezistența de intrare a voltmetrului, utilizați limita superioară U max a tensiunii pe care o măsoară și valoarea corespunzătoare I max a curentului care circulă prin voltmetru (curent total de deviație).

Pentru a calcula rezistența de intrare a ampermetrului, utilizați limita superioară I max a curentului măsurat de acesta și căderea de tensiune corespunzătoare U max pe ampermetru. Valorile curentului total de deviație pentru voltmetre și căderea de tensiune pentru ampermetre sunt indicate în pașapoartele lor, iar în unele tipuri de dispozitive (inclusiv M2038 și AVO-5M1) sunt indicate pe scară. Conform valorilor specificate, rezistența de intrare

dispozitivele se calculează conform legii lui Ohm
	U max
	eu max

Rezistențele de intrare ale voltmetrelor electromecanice variază de la câteva unități la zeci de mii de ohmi, iar ale ampermetrelor - de la sutimi la zecimi de ohm.

Valoarea maximă a puterii consumate de dispozitiv se găsește din valorile de mai sus ale curentului și tensiunii acestuia

P max = U max × I max,

sau prin limita valorii măsurate de dispozitiv și rezistența de intrare a acestuia. De exemplu, pentru un voltmetru

					U max2
	V. max				R V. în
si pentru ampermetru
						× R	A. în
	A. max
Consumat	putere				electromecanice					aparate
nesemnificativ (de la sutimi -			la unităţi de Watt). Cel mai bun este considerat
dispozitiv cu o valoare mai mică a consumului de energie.

Pentru ohmmetre, rezistența de intrare și consumul de energie nu sunt setate, deoarece rezistența circuitului dezactivat este măsurată cu ohmmetre. În consecință, ohmmetrele nu consumă energie din circuitul în care sunt efectuate măsurătorile, iar caracteristicile specificate nu au sens pentru ele.

2.6. Clasa de precizie a instrumentului

Clasa de precizie determină limite garantate, dincolo de care eroarea dispozitivului nu se încadrează în domeniul de măsurare specificat.

Clasa de precizie K T a cadranelor electromecanice este standardizată ca procent din limita D X max

(frontiere garantate) eroarea absolută a dispozitivului la

valoarea de normalizare X NORM a scalei sale

scanare CT		D X max	× 100%.
		X NORM

Valoare de normalizare X NORM pentru dispozitivele cu scară uniformă este limita superioară a valorii măsurate de dispozitiv, iar pentru dispozitivele cu

o scară neuniformă - lungimea părții sale de lucru, adică lungimea secțiunii dintre reperele scalei corespunzătoare domeniului de măsurare al aparatului.

Pentru cadranele electromecanice sunt stabilite următoarele clase de precizie: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 (pentru instrumentele de laborator) și 1; 1,5; 2,5; 4 (pentru dispozitive tehnice).

Numărul clasei de precizie a dispozitivului este indicat pe scara acestuia. Pentru dispozitivele cu o scară uniformă, această cifră este indicată fără semne (cercuri, pătrate, asteriscuri), de exemplu, 2,5. Pentru dispozitivele cu o scară neuniformă, numărul clasei de precizie este subliniat printr-o linie întreruptă

linie, de exemplu 2.5.

Conform formulei (9) a clasei de precizie a dispozitivului, se face o evaluare maxim admisibil valorile erorii sale absolute. O astfel de evaluare este necesară pentru a determina eroarea rezultatului măsurării efectuate de dispozitiv, precum și pentru a selecta dispozitivul care asigură precizia necesară a măsurării.

Calculul limitei de eroare absolută a dispozitivului cu scară uniformăţinut direct conform formulei (9) a clasei de precizie, iar pentru aparatele cu scară neuniformă conform formulei (9), eroarea dispozitivului este mai întâi determinată în unități (mm) de lungime a scalei, apoi în funcție de aceasta și împărțirea la scară eroarea absolută se calculează în unitățile valorii măsurate.

Exemplul 1. Determinați limita I max a erorii absolute a ampermetrului, care are o scară uniformă, limita superioară a curentului măsurat I max = 5 A și clasa de precizie K T = 1.

Soluția 1. Dispozitivul are o scară uniformă, prin urmare, valoarea de normalizare din formula (9) a clasei sale de precizie este limita superioară a curentului măsurat I max = 5 A.

Limita de eroare absolută a ampermetrului se găsește direct din formula (9)

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

Exemplul 2. Determinați limita DR max a erorii absolute a unui ohmmetru cu o scară neuniformă în trei puncte (începutul, mijlocul și sfârșitul scalei), dacă domeniul de măsurare al dispozitivului se află în intervalul de la 3 la 300 kΩ, lungimea secțiunii de lucru a scalei (adică între semnele 3 și 300)

este L P = 60 mm, clasa de precizie K T = 2,5, diviziunea scării (în mm) în

începutul, mijlocul și, respectiv, sfârșitul secțiunii de lucru a scalei este egal cu,

și C

Soluția 2. Conform formulei (9), se determină clasa de precizie a ohmmetrului

limita D L msx

eroarea sa absolută, exprimată în unități de lungime

K T × L P

Limita D R max a erorii absolute a ohmmetrului

unitati

valoarea măsurată (adică în kOhm) se găsește după valoare

D L msx si pret

Din împărțirea scalei instrumentului în punctul corespunzător de pe scară

DR = DL × C = ±

K T × L P × C

De aici găsim

2,5 × 60 × 0,1

= ± 0,15kΩ;

max.n

2,5 × 60 × 1

= ± 0,15kΩ;

max.n

2,5 × 60 × 10

= ± 0,15kΩ.

max.n

Exemplul 3. Determinați limitele absolutului D I max și relativ

δ max

erori în rezultatul măsurării curentului cu un ampermetru,

care

9. Instrumente de măsură și caracteristicile acestora

În literatura științifică, instrumentele tehnice de măsură sunt împărțite în trei grupuri mari. Acestea sunt: ​​măsuri, calibre și instrumente de măsurare universale, care includ instrumente de măsurare, instrumente și sisteme.

1. O măsură este un instrument de măsurare care este conceput pentru a reproduce o mărime fizică de o dimensiune dată. Măsurile includ măsuri plan-paralele ale lungimii (plăci) și măsurile unghiului.

2. Calibratoarele sunt un fel de dispozitiv, al cărui scop este să-l folosească pentru a controla și a căuta în limitele necesare dimensiunilor, interpoziției suprafețelor și formei pieselor. De regulă, acestea sunt împărțite în: calibre limită netede (capse și dopuri), precum și calibre pentru filet, care includ inele sau capse filetate, dopuri cu șuruburi etc.

3. Un dispozitiv de măsurare, prezentat sub forma unui dispozitiv care generează un semnal de informare de măsurare într-o formă inteligibilă pentru percepția observatorilor.

4. Sistem de măsurare, înțeles ca un ansamblu de instrumente de măsură și unele dispozitive auxiliare, care sunt interconectate prin canale de comunicație. Este destinat producerii de semnale de informații de măsurare într-o anumită formă, care este potrivită pentru procesarea automată, precum și pentru transmiterea și utilizarea în sistemele de control automate.

5. Instrumente de măsurare universale, al căror scop este utilizat pentru a determina dimensiunile reale. Orice instrument de măsurare universal se caracterizează prin scopul său, principiul de funcționare, adică principiul fizic care stă la baza construcției sale, caracteristicile de proiectare și caracteristicile metrologice.

In masurarea de control a indicatorilor unghiulari si liniari se folosesc masuratori directe, mai rar exista masuratori relative, indirecte sau cumulate. În literatura științifică, dintre metodele de măsurare directă se disting de obicei următoarele:

1) o metodă de evaluare directă, care este o metodă în care valoarea unei cantități este determinată de dispozitivul de citire al unui dispozitiv de măsurare;

2) o metodă de comparare cu o măsură, care este înțeleasă ca o metodă în care o valoare dată poate fi comparată cu o valoare reprodusă de o măsură;

3) o metodă a complementului, care înseamnă de regulă o metodă când valoarea mărimii obţinute este completată cu o măsură a aceleiaşi mărimi astfel încât suma lor, egală cu o valoare prestabilită, acţionează asupra dispozitivului utilizat pentru comparaţie;

4) metoda diferențială, care se caracterizează prin măsurarea diferenței dintre o cantitate dată și o cantitate cunoscută reprodusă de măsură. Metoda dă un rezultat cu o rată de precizie suficient de mare atunci când se utilizează instrumente de măsurare grosieră;

5) metoda zero, care, în esență, este similară cu cea diferențială, dar diferența dintre valoarea dată și măsură se reduce la zero. Mai mult, metoda zero are un anumit avantaj, deoarece măsura poate fi de multe ori mai mică decât valoarea măsurată;

6) metoda substituției, care este o metodă comparativă cu o măsură, în care valoarea măsurată este înlocuită cu o valoare cunoscută, care este reprodusă de măsură. Amintiți-vă că există și metode nestandardizate. Acest grup include de obicei următoarele:

1) metoda opozitiei, implicand o metoda in care o valoare data, precum si o valoare reprodusa printr-o masura, actioneaza in acelasi timp asupra aparatului de comparatie;

2) metoda coincidenței, caracterizată ca o metodă în care diferența dintre valorile comparate se măsoară folosind coincidența semnelor de pe scale sau semnale periodice.

10. Clasificarea instrumentelor de măsură

Instrument de măsurare (SI) Este un mijloc tehnic sau un set de mijloace utilizate pentru efectuarea măsurătorilor și având caracteristici metrologice standardizate. Cu ajutorul instrumentelor de măsură, o mărime fizică poate fi nu numai detectată, ci și măsurată.

Instrumentele de măsurare sunt clasificate după următoarele criterii:

1) prin metode de implementare constructivă;

2) în scopuri metrologice.

Conform metodelor de implementare constructivă, instrumentele de măsurare se împart în:

1) măsuri de mărime;

2) traductoare de măsurare;

3) instrumente de măsură;

4) instalatii de masura;

5) sisteme de măsurare.

Măsuri de mărime Sunt instrumente de măsurare de o anumită dimensiune fixă, reutilizabile pentru măsurare. Aloca:

1) măsuri fără ambiguitate;

2) măsuri multivalorice;

3) seturi de măsuri.

O serie de măsuri, care reprezintă din punct de vedere tehnic un singur dispozitiv în cadrul căruia este posibilă combinarea măsurilor existente în moduri diferite, se numesc magazin de măsuri.

Obiectul de măsurare este comparat cu măsura prin intermediul unor comparatoare (dispozitive tehnice). De exemplu, o balanță de fascicul este un comparator.

Eșantioanele standard (CRM) aparțin unor măsuri clare. Există două tipuri de materiale de referință:

1) mostre standard ale compoziției;

2) mostre standard de proprietăți.

Eșantion standard de compoziție sau material Este o probă cu valori fixe ale cantităților care reflectă cantitativ conținutul dintr-o substanță sau material al tuturor părților sale constitutive.

Un eșantion standard al proprietăților unei substanțe sau material este un eșantion cu valori fixe ale cantităților care reflectă proprietățile unei substanțe sau material (fizice, biologice etc.).

Fiecare probă standard trebuie să facă obiectul unei atestări metrologice în organismele de servicii metrologice înainte de a fi utilizată.

Probele standard pot fi aplicate la diferite niveluri și în diferite domenii. Aloca:

1) CO interstatale;

2) CO de stat;

3) CRM-uri din industrie;

4) CO al organizației (întreprinderii).

Traductoare de măsurare (MT)- sunt instrumente de măsurare care exprimă o valoare măsurată în termenii unei alte valori sau o transformă într-un semnal de informație de măsurare, care poate fi prelucrată, convertită și stocată în continuare. Traductoarele de măsurare pot converti valoarea măsurată în moduri diferite. Aloca:

1) convertoare analogice (AP);

2) convertoare digital-analogic (DAC);

3) convertoare analog-digitale (ADC). Traductoarele de măsurare pot ocupa diferite poziții în lanțul de măsurare. Aloca:

1) traductoare primare de măsurare care sunt în contact direct cu obiectul de măsurare;

2) traductoare de măsurare intermediare, care sunt amplasate după traductoarele primare. Traductorul primar de măsurare este izolat tehnic, din acesta semnalele care conțin informații de măsurare sunt introduse în circuitul de măsurare. Traductorul primar de măsurare este un senzor. Din punct de vedere structural, senzorul poate fi amplasat destul de departe de următorul instrument de măsurare intermediar, care ar trebui să primească semnalele acestuia.

Proprietățile obligatorii ale unui traductor de măsurare sunt proprietățile metrologice normalizate și intrarea în lanțul de măsurare.

Aparat de măsură Este un mijloc de măsurare prin care se obține o valoare a unei mărimi fizice aparținând unui interval fix. Designul dispozitivului conține de obicei un dispozitiv care convertește valoarea măsurată cu indicațiile sale în forma optimă pentru înțelegere. Pentru a afișa informațiile de măsurare în designul dispozitivului, de exemplu, se folosește o scară cu o săgeată sau un indicator digital, prin care se înregistrează valoarea valorii măsurate. În unele cazuri, dispozitivul de măsurare este sincronizat cu computerul, iar apoi ieșirea informațiilor de măsurare este făcută pe afișaj.

În conformitate cu metoda de determinare a valorii mărimii măsurate, se disting următoarele:

1) instrumente de măsurare a acţiunii directe;

2) instrumente de măsură pentru comparație.

Instrumente de măsurare directă Sunt aparate cu ajutorul cărora se poate obține valoarea mărimii măsurate direct pe dispozitivul de citire.

Instrument de măsurare de comparație Este un dispozitiv cu ajutorul căruia se obține valoarea mărimii măsurate prin comparație cu o mărime cunoscută corespunzătoare măsurării acesteia.

Dispozitivele de măsurare pot afișa valoarea măsurată în diferite moduri. Aloca:

1) prezentarea aparatelor de măsurare;

2) aparate de măsurare de înregistrare.

Diferența dintre ele este că, cu ajutorul unui dispozitiv de măsurare indicator, puteți citi doar valorile cantității măsurate, iar designul dispozitivului de măsurare de înregistrare vă permite, de asemenea, să fixați rezultatele măsurătorii, de exemplu, prin mijloace. a unei diagrame sau care se aplică oricărui purtător de informații.

Dispozitiv de citire- parte structural separată a instrumentului de măsurare, care este proiectată pentru a citi indicațiile. Dispozitivul de citire poate fi reprezentat printr-o scară, indicator, afișaj etc. Dispozitivele de citire sunt împărțite în:

1) dispozitive de citire a cântarului;

2) dispozitive digitale de citire;

3) înregistrarea dispozitivelor de citire. Dispozitivele de citire a cântarelor includ o cântar și un indicator.

Scară Este un sistem de mărci și valorile numerice succesive corespunzătoare ale valorii măsurate. Principalele caracteristici ale scalei:

1) numărul de diviziuni de pe scară;

2) lungimea diviziunii;

3) prețul de divizare;

4) gama de indicații;

5) domeniul de măsurare;

6) limitele măsurătorilor.

Diviziunea la scară Este distanța de la un semn de scară la un marcaj adiacent.

Lungimea diviziunii Este distanța de la o linie centrală la alta de-a lungul unei linii imaginare care trece prin centrele celor mai mici semne de pe această scară.

Diviziunea la scară Este diferența dintre valorile a două valori adiacente pe o scară dată.

Scala interval de citire Este intervalul de valori al scalei, a cărui limită inferioară este valoarea inițială a scalei date, iar cea superioară este valoarea finală a scalei date.

Interval de măsurare- acesta este intervalul de valori în care se stabilește eroarea maximă admisă normalizată.

Limite de măsurare Este valoarea minimă și maximă a domeniului de măsurare.

Scară aproape uniformă Este o scară în care prețurile de diviziune diferă cu cel mult 13% și care are o valoare fixă ​​de divizare.

Scară semnificativ neuniformă Este o scară pentru care diviziunile sunt înguste și pentru diviziunile căreia valoarea semnalului de ieșire este jumătate din suma limitelor domeniului de măsurare.

Se disting următoarele tipuri de cântare pentru instrumente de măsurare:

1) scară unilaterală;

2) scară pe două fețe;

3) scară simetrică;

4) scară diferită de zero.

Scară unilaterală Este o scară cu zero la început.

Scară pe două fețe Este o scară în care zero nu este la începutul scalei.

Scară simetrică Este o scară cu zero în centru.

Configurație de măsurare Este un instrument de măsurare, care este un set de măsuri, IP, instrumente de măsură și altele care îndeplinesc funcții similare, utilizate pentru măsurarea unui număr fix de mărimi fizice și colectate într-un singur loc. Dacă dispozitivul de măsurare este utilizat pentru testarea produselor, acesta este un banc de testare.

Sistem de măsurare Este un instrument de măsură, care este o combinație de măsuri, MT, instrumente de măsură etc., care îndeplinesc funcții similare, situate în diferite părți ale unui anumit spațiu și concepute pentru a măsura un anumit număr de mărimi fizice într-un spațiu dat.

În funcție de scopul lor metrologic, instrumentele de măsură sunt împărțite în:

1) instrumente de măsurare de lucru;

2) standarde.

Instrumente de măsurare de lucru (RSI) Sunt instrumente de măsurare utilizate pentru efectuarea măsurătorilor tehnice. Instrumentele de măsurare de lucru pot fi utilizate în diferite condiții. Aloca:

1) instrumente de măsurare de laborator care sunt utilizate în cercetarea științifică;

2) instrumente de măsurare a producției care sunt utilizate pentru a controla cursul diferitelor procese tehnologice și calitatea produsului;

3) instrumente de măsurare în câmp care sunt utilizate în operarea aeronavelor, mașinilor și a altor dispozitive tehnice.

Anumite cerințe sunt impuse fiecărui tip separat de instrumente de măsurare de lucru. Cerințele pentru instrumentele de măsurare de lucru de laborator sunt un grad ridicat de precizie și sensibilitate, pentru RSI industrial - un grad ridicat de rezistență la vibrații, șocuri, schimbări de temperatură, la câmp RSI - stabilitate și funcționare corectă în diferite condiții de temperatură, rezistență la niveluri ridicate de umiditate.

Standarde- sunt instrumente de măsurare cu un grad ridicat de precizie utilizate în cercetarea metrologică pentru a transmite informații despre dimensiunea unei unități. Instrumentele de măsurare mai precise transmit informații despre dimensiunea unității și așa mai departe, formând astfel un fel de lanț, în fiecare verigă următoare a cărui precizie a acestor informații este puțin mai mică decât în ​​cea precedentă.

Informațiile despre dimensiunea unității sunt furnizate în timpul verificării instrumentelor de măsură. Testarea instrumentelor de măsurare se efectuează pentru a confirma caracterul adecvat al acestora.

11. Caracteristicile metrologice ale instrumentelor de măsură și standardizarea acestora

Proprietățile metrologice ale instrumentelor de măsură- sunt proprietăți care au un impact direct asupra rezultatelor măsurătorilor efectuate de aceste instrumente și asupra erorii acestor măsurători.

Proprietățile cantitative și metrologice sunt caracterizate de indicatori ai proprietăților metrologice, care sunt caracteristicile lor metrologice.

Caracteristicile metrologice aprobate de ND sunt caracteristici metrologice standardizate Proprietățile metrologice ale instrumentelor de măsură sunt împărțite în:

1) proprietăți care stabilesc domeniul de aplicare al instrumentelor de măsurare:

2) proprietăţi care determină precizia şi corectitudinea rezultatelor măsurătorilor obţinute.

Proprietățile care determină domeniul de aplicare al instrumentelor de măsurare sunt determinate de următoarele caracteristici metrologice:

1) domeniul de măsurare;

2) pragul de sensibilitate.

Interval de măsurare Este intervalul de valori ale cantității în care sunt normalizate valorile limită ale erorilor. Limitele inferioare și superioare (dreapta și stânga) ale măsurătorilor se numesc limite inferioare și superioare ale măsurătorilor.

Pragul de sensibilitate- aceasta este valoarea minimă a valorii măsurate care poate provoca o distorsiune vizibilă a semnalului primit.

Proprietățile care determină precizia și corectitudinea rezultatelor măsurătorilor obținute sunt determinate de următoarele caracteristici metrologice:

1) corectitudinea rezultatelor;

2) precizia rezultatelor.

Precizia rezultatelor obtinute de anumite instrumente de masura este determinata de eroarea acestora.

Eroare de măsurare- aceasta este diferenta dintre rezultatul masurarii unei marimi si valoarea actuala (reala) a acestei marimi. Pentru un instrument de măsurare de lucru, valoarea reală (reala) a mărimii măsurate este considerată a fi indicația etalonului de lucru al unei categorii inferioare. Astfel, baza de comparație este valoarea afișată de instrumentul de măsurare, care este mai mare în diagrama de verificare decât instrumentul de măsură testat.

Q n = Q n? Q 0,

unde AQ n este eroarea instrumentului de măsurare testat;

Q n - valoarea unei anumite marimi obtinuta cu ajutorul instrumentului de masura testat;

Standardizarea caracteristicilor metrologice- aceasta este reglementarea limitelor de abateri ale valorilor caracteristicilor metrologice reale ale instrumentelor de masura de la valorile lor nominale. Scopul principal al standardizării caracteristicilor metrologice este de a asigura interschimbabilitatea acestora și uniformitatea măsurătorilor. Valorile caracteristicilor metrologice reale sunt stabilite în timpul producției de instrumente de măsură; ulterior, în timpul funcționării instrumentelor de măsură, aceste valori trebuie verificate. În cazul în care una sau mai multe caracteristici metrologice standardizate depășesc limitele reglementate, instrumentul de măsurare trebuie fie imediat ajustat, fie scos din funcțiune.

Valorile caracteristicilor metrologice sunt reglementate de standardele corespunzătoare pentru instrumentele de măsură. În plus, caracteristicile metrologice sunt standardizate separat pentru condițiile normale și de funcționare de utilizare a instrumentelor de măsurare. Condițiile normale de utilizare sunt condiții în care modificările caracteristicilor metrologice datorate factorilor externi (câmpuri magnetice externe, umiditate, temperatură) pot fi neglijate. Condițiile de funcționare sunt condiții în care variația mărimilor de influență are o gamă mai largă.

12. Suportul metrologic, fundamentele lui

Suportul metrologic, sau prescurtat MO, este stabilirea și utilizarea fundamentelor științifice și organizaționale, precum și a unui număr de mijloace tehnice, norme și reguli necesare pentru a respecta principiul unității și acuratețea necesară a măsurătorilor. Astăzi, dezvoltarea MO se mișcă în direcția tranziției de la sarcina restrânsă existentă de a asigura uniformitatea și acuratețea necesară a măsurătorilor la noua sarcină de a asigura calitatea măsurătorilor. Cu toate acestea, acest termen este aplicabil și sub forma conceptului de „suport metrologic al unui proces tehnologic (producție, organizare)”, care presupune MO de măsurători (testare sau control) într-un anumit proces, producție, organizare. Obiectul ML poate fi considerat toate etapele ciclului de viață (LC) ale unui produs (produs) sau serviciu, în care ciclul de viață este perceput ca un set de procese secvenţiale interconectate de creare și modificare a stării unui produs din formulare. a cerinţelor iniţiale pentru aceasta până la sfârşitul exploatării sau consumului. Adesea, în etapa de dezvoltare a produsului, pentru a obține un produs de înaltă calitate, se face o alegere a parametrilor controlați, standarde de precizie, toleranțe, instrumente de măsură, control și testare. Și în procesul de dezvoltare a MO, este recomandabil să se folosească o abordare sistematică, în care suportul specificat este considerat ca un fel de set de procese interconectate, unite printr-un singur scop. Acest obiectiv este de a atinge calitatea necesară a măsurării. În literatura științifică, de regulă, se disting o serie de procese similare:

1) stabilirea gamei de parametri măsurați, precum și a celor mai adecvate standarde de acuratețe pentru controlul calității produselor și controlul procesului;

2) un studiu de fezabilitate și selecție a instrumentelor de măsurare, încercări și control și stabilirea nomenclaturii raționale a acestora;

3) standardizarea, unificarea și agregarea echipamentelor de control și măsurare utilizate;

4) dezvoltarea, implementarea și certificarea metodelor moderne de măsurare, testare și control (MVI);

5) verificarea, certificarea metrologică și calibrarea KIO sau de control și măsurare, precum și a echipamentelor de testare utilizate la întreprindere;

6) controlul asupra producției, stării, utilizării și reparației KIO, precum și asupra respectării exacte a regulilor de metrologie și standardelor la nivelul întreprinderii;

7) participarea la procesul de creare și implementare a standardelor întreprinderii;

8) implementarea standardelor internaționale, de stat, din industrie, precum și a altor documente de reglementare ale Standardului de stat;

9) efectuarea unei examinări metrologice a proiectelor de proiectare, documentație tehnologică și de reglementare;

10) analiza stării măsurătorilor, dezvoltarea pe baza acesteia și implementarea diferitelor măsuri de îmbunătățire a OM;

11) instruirea angajaților serviciilor și diviziilor relevante ale întreprinderii pentru a efectua operațiuni de control și măsurare.

Organizarea și desfășurarea tuturor evenimentelor Ministerului Apărării este apanajul serviciilor metrologice. Suportul metrologic se bazează pe patru straturi. De fapt, ele poartă un nume similar în literatura științifică - fundații. Deci acesta este cadrul științific, organizatoric, de reglementare și tehnic. Aș dori să acord o atenție deosebită fundamentelor organizatorice ale suportului metrologic. Serviciile organizatorice de sprijin metrologic includ Serviciul Metrologic de Stat și Serviciul Metrologic Departamental.

Serviciul Metrologic de Stat, sau în formă prescurtată GMS, este responsabil pentru furnizarea de măsurători metrologice în Rusia la nivel intersectorial și, de asemenea, desfășoară activități de control și supraveghere în domeniul metrologiei. HMS include:

1) centrele metrologice științifice de stat (GNMC), institutele de cercetare metrologică, care răspund conform cadrului legislativ pentru aplicarea, păstrarea și realizarea standardelor de stat și elaborarea reglementărilor privind menținerea uniformității măsurătorilor în forma fixă ​​a măsurătorilor;

2) organele SMS de pe teritoriul republicilor care fac parte din Federația Rusă, organele regiunilor autonome, organele districtelor autonome, regiunile, teritoriile, orașele Moscova și Sankt Petersburg.

Activitatea principală a organelor HMS vizează asigurarea uniformității măsurătorilor în țară. Include crearea de standarde de stat și secundare, dezvoltarea sistemelor de transfer al dimensiunilor unităților fotovoltaice către lucrătorii SI, supravegherea de stat asupra stării, utilizării, producerii, reparației SI, examinarea metrologică a documentației și cele mai importante tipuri de produse, îndrumări metodologice ale statelor membre ale persoanelor juridice. HMS este gestionat de Gosstandart.

Serviciul metrologic departamental, care, conform prevederilor Legii „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”, poate fi creat la întreprindere pentru a asigura MO. Acesta trebuie să fie condus de un reprezentant al administrației care are cunoștințele și autoritatea corespunzătoare. este necesară. Unele dintre aceste domenii de activitate includ:

1) îngrijirea sănătăţii, medicina veterinară, protecţia mediului, menţinerea securităţii muncii;

2) operațiuni comerciale și decontări reciproce între vânzători și cumpărători, care, de regulă, includ operațiuni care utilizează aparate de joc și alte dispozitive;

3) operațiunile contabile de stat;

4) apărarea statului;

5) lucrări geodezice și hidrometeorologice;

6) operațiuni bancare, vamale, fiscale și poștale;

7) producția de produse furnizate prin contracte pentru nevoile statului, în conformitate cu cadrul legislativ al Federației Ruse;

8) controlul și testarea calității produsului pentru a asigura conformitatea cu cerințele obligatorii ale standardelor de stat ale Federației Ruse;

9) certificarea obligatorie a bunurilor și serviciilor;

10) măsurători efectuate în numele unui număr de agenții guvernamentale: instanță, arbitraj, parchet, autorități guvernamentale ale Federației Ruse;

11) activități de înregistrare legate de recorduri naționale sau internaționale în domeniul sportului. Serviciul metrologic al unui organ de conducere de stat include următoarele componente:

1) diviziile structurale ale metrologului-șef ca parte a biroului central al organului de stat;

2) organizațiile conducătoare și de bază ale serviciilor metrologice din industrii și subsectoare, desemnate de organul de conducere;

3) serviciul metrologic al întreprinderilor, asociațiilor, organizațiilor și instituțiilor.

O altă secțiune importantă a Ministerului Apărării este fundamentele sale științifice și metodologice. Deci, componenta principală a acestor fundații sunt Centrele Metrologice Științifice de Stat (SRMC), care sunt create din structura întreprinderilor și organizațiilor sau a diviziilor lor structurale aflate sub jurisdicția Standardului de Stat, efectuând diverse operațiuni de creare, depozitare, îmbunătățire. , utilizarea și păstrarea standardelor de stat ale unităților de mărime, și, în plus, elaborarea unor reguli normative în scopul asigurării uniformității măsurătorilor, având în componența sa personal de înaltă calificare. Atribuirea statutului Centrului Științific și de Cercetare de Stat oricărei întreprinderi, de regulă, nu afectează forma proprietății și formele organizatorice și juridice ale acesteia, ci înseamnă doar că acestea sunt incluse în grupul de obiecte cu forme speciale de sprijinul statului. Principalele funcții ale GNMC sunt următoarele:

1) crearea, perfecţionarea, aplicarea şi păstrarea standardelor de stat ale unităţilor de cantităţi;

2) efectuarea de cercetări aplicative și fundamentale și dezvoltări de proiectare în domeniul metrologiei, care pot include realizarea de diverse instalații experimentale, măsuri inițiale și scale pentru asigurarea uniformității măsurătorilor;

3) transferul de la standardele de stat a datelor inițiale privind mărimile unităților de cantități;

4) efectuarea încercărilor de stare a instrumentelor de măsură;

5) dezvoltarea echipamentelor necesare HMS;

6) dezvoltarea şi perfecţionarea fundamentelor de reglementare, organizatorice, economice şi ştiinţifice ale activităţilor care vizează asigurarea uniformităţii măsurătorilor, în funcţie de specializare;

7) interacțiunea cu serviciul metrologic al organelor executive federale, organizațiilor și întreprinderilor care au statutul de entitate juridică;

8) furnizarea de informații cu privire la uniformitatea măsurătorilor întreprinderilor și organizațiilor

9) organizarea de diverse evenimente legate de activitățile GSPC, GSSSD și GSSO;

10) examinarea secțiunilor Ministerului Apărării de programe federale și de altă natură;

11) organizarea expertizei și măsurătorilor metrologice la cererea unui număr de organe de stat: instanțe, arbitraj, procurori sau organe executive federale;

12) formarea și recalificarea personalului înalt calificat;

13) participarea la compararea standardelor de stat cu standardele naționale, disponibile într-un număr de state străine, precum și participarea la elaborarea normelor și regulilor internaționale.

Activitățile GNMC sunt reglementate de Decretul Guvernului Federației Ruse din 12.02.94, nr. 100.

O componentă importantă a cadrului MO este, după cum sa menționat mai sus, instrucțiunile metodologice și documentele de îndrumare, care înseamnă documente normative cu conținut metodologic, sunt elaborate de organizații subordonate Gosstandart-ului Federației Ruse. Deci, în domeniul fundamentelor științifice și metodologice ale suportului metrologic, Gosstandart din Rusia organizează:

1) desfășurarea activităților de cercetare și dezvoltare în domeniile de activitate atribuite și, de asemenea, stabilește regulile de desfășurare a lucrărilor de metrologie, standardizare, acreditare și certificare, precum și de control și supraveghere de stat în zonele subordonate, oferă îndrumări metodologice pentru aceste lucrări. ;

2) oferă îndrumări metodologice pentru pregătirea în domeniile metrologiei, certificării și standardizării, stabilește cerințe pentru gradul de calificare și competență a personalului. Organizează formarea, recalificarea și formarea avansată a specialiștilor.

13. Eroare de măsurare

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

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

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

În plus, după semnul dependenței de natura manifestării, motivele apariției și posibilitatea eliminării erorii de măsurare, acestea pot fi componente.Totodată, se disting următoarele componente ale erorii: sistematic. și aleatoriu.

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

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

Eroarea sistematică și aceasta este particularitatea ei, dacă o comparăm cu eroarea aleatorie, care este detectată indiferent de sursele sale, este considerată de componentele sale în legătură cu sursele de apariție.

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

14. Tipuri de erori

Se disting următoarele tipuri de erori:

1) eroare absolută;

2) eroare relativă;

3) eroare redusă;

4) eroare de bază;

5) eroare suplimentară;

6) eroare sistematică;

7) eroare aleatorie;

8) eroare instrumentală;

9) eroare metodologică;

10) eroare personală;

11) eroare statică;

12) eroare dinamică.

Erorile de măsurare sunt clasificate după următoarele criterii.

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

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

După natura aspectului, erorile sunt împărțite în erori sistematice și erori aleatorii.

Eroare absolută Este o valoare calculată ca diferență între valoarea unei cantități obținute în cursul măsurătorilor și valoarea actuală (reală) a unei cantități date.

Eroarea absolută se calculează folosind următoarea formulă:

Q n = Q n? Q 0,

unde AQ n - eroare absolută;

Q n- valoarea unei anumite marimi obtinuta in timpul masurarii;

Q 0 - valoarea aceleiasi marimi, luata ca baza de comparatie (valoare reala).

Eroarea absolută de măsură Este o valoare calculată ca diferență între numărul care este valoarea nominală a măsurii și valoarea reală (reala) a măsurării reproduse a mărimii.

Eroare relativă Este un număr care reflectă gradul de precizie a măsurării.

Eroarea relativă se calculează folosind următoarea formulă:

unde?Q - eroare absolută;

Q 0 - valoarea actuală (validă) a valorii măsurate.

Eroare redusă Este o valoare calculată ca raport dintre eroarea absolută și valoarea de normalizare.

Valoarea de normalizare se determină după cum urmează:

1) pentru instrumentele de măsurare pentru care s-a aprobat o valoare nominală, această valoare nominală se ia ca valoare de standardizare;

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

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

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

Eroarea de măsurare include eroarea instrumentală, eroarea metodologică și eroarea de citire. Mai mult, eroarea de citire apare din cauza inexactității determinării fracțiilor de diviziune ale scalei de măsurare.

Eroare instrumentală- aceasta este o eroare care decurge din erorile comise in procesul de fabricare a pieselor functionale ale instrumentelor de masura.

Eroare metodică Este o eroare care apare din următoarele motive:

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

2) utilizarea incorectă a instrumentelor de măsură.

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

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

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

Eroare dinamică- aceasta este o eroare, a cărei valoare numerică este calculată ca diferență între eroarea care apare la măsurarea unei valori variabile (variabile în timp) și o eroare statică (eroarea în valoarea valorii măsurate la un anumit punct în timp).

Prin natura dependenței erorii de valorile de influență, erorile sunt împărțite în de bază și suplimentare.

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

Eroare suplimentară Este o eroare care apare atunci când valorile cantităților de influență nu corespund valorilor lor normale sau dacă mărimea de influență depășește limitele intervalului de valori normale.

Condiții normale- acestea sunt condiții în care toate valorile cantităților de influență sunt normale sau nu depășesc limitele intervalului de valori normale.

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

Domeniul de lucru al mărimii de influență- acesta este intervalul de valori în care se realizează normalizarea valorilor erorii suplimentare.

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

Eroare de aditiv Este o eroare care apare din cauza însumării valorilor numerice și nu depinde de valoarea valorii măsurate luate în modul (absolut).

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

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

Valoarea erorii aditive absolute determină valoarea minimă a unei mărimi care poate fi măsurată de un instrument de măsurare.

Valorile erorilor multiplicative se modifică proporțional cu modificările valorilor mărimii măsurate. Valorile erorilor multiplicative sunt, de asemenea, proporționale cu sensibilitatea instrumentului de măsurare.Eroarea multiplicativă rezultă din influența mărimilor de influență asupra caracteristicilor parametrice ale elementelor dispozitivului.

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

1) erori sistematice;

2) erori aleatorii.

În timpul procesului de măsurare, pot apărea și erori grave și alunecări.

Eroare sistematică- Aceasta este o componentă a întregii erori a rezultatului măsurării, care nu se modifică sau se modifică în mod regulat cu măsurători repetate de aceeași cantitate. De obicei, ei încearcă să elimine eroarea sistematică prin metode posibile (de exemplu, folosind metode de măsurare care reduc probabilitatea apariției acesteia), dar dacă eroarea sistematică nu poate fi exclusă, atunci este calculată înainte de începerea măsurătorilor și corecțiile corespunzătoare. sunt făcute la rezultatul măsurării. În procesul de standardizare a erorii sistematice, se determină limitele valorilor sale permise. Eroarea sistematică determină corectitudinea măsurătorilor instrumentelor de măsură (proprietatea metrologică).

În unele cazuri, erorile sistematice pot fi determinate experimental. Rezultatul măsurării poate fi apoi rafinat prin introducerea unei corecții.

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

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

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

3) corectarea rezultatelor măsurătorilor prin efectuarea unei corectări (eliminarea erorilor prin calcule);

4) determinarea limitelor erorii sistematice dacă aceasta nu poate fi eliminată.

Eliminarea cauzelor și surselor de erori înainte de începerea măsurătorilor. Această metodă este cea mai optimă opțiune, deoarece utilizarea ei simplifică cursul ulterioar al măsurătorilor (nu este nevoie să excludeți erorile în procesul unei măsurători deja începute sau să faceți corecții la rezultatul obținut).

Pentru a elimina erorile sistematice în procesul de măsurare deja început, se folosesc diverse metode.

Modul de introducere a amendamentelor se bazează pe cunoaşterea erorii sistematice şi a legilor actuale ale schimbării acesteia. La utilizarea acestei metode, se fac corecții la rezultatul măsurării obținute cu erori sistematice, egale ca mărime cu aceste erori, dar cu semn opus.

Metoda de înlocuire consta in faptul ca valoarea masurata este inlocuita cu o masura plasata in aceleasi conditii in care se afla obiectul masurat. Metoda substituției este utilizată la măsurarea următorilor parametri electrici: rezistență, capacitate și inductanță.

Metoda de compensare a erorii prin semn constă în faptul că măsurătorile sunt efectuate de două ori astfel încât eroarea, necunoscută ca mărime, să fie inclusă în rezultatele măsurătorilor cu semnul opus.

Metoda de opozitie este similară cu metoda de compensare a semnelor. Această metodă constă în faptul că măsurătorile sunt efectuate de două ori astfel încât sursa de eroare din prima măsurătoare să acționeze invers asupra rezultatului celei de-a doua măsurători.

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

Gafe și erori grosolane- acestea sunt erori mult mai mari decât erorile sistematice și aleatorii presupuse în condițiile date de măsurători. Pot apărea alunecări și erori grave din cauza erorilor grave în procesul de măsurare, a defecțiunii tehnice a instrumentului de măsurare și a modificărilor neașteptate ale condițiilor externe.

15. Calitatea instrumentelor de măsură

Calitatea instrumentului de măsurare- acesta este nivelul de conformitate a dispozitivului cu scopul propus. Prin urmare, calitatea unui dispozitiv de măsurare este determinată de cât de bine este atins scopul măsurării prin utilizarea dispozitivului de măsurare.

Scopul principal al măsurării- aceasta este obținerea de informații fiabile și precise despre obiectul de măsurare.

Pentru a determina calitatea dispozitivului, este necesar să se ia în considerare următoarele caracteristici:

1) constanta dispozitivului;

2) sensibilitatea dispozitivului;

3) pragul de sensibilitate al aparatului de măsurare;

4) acuratețea dispozitivului de măsurare.

Constanta dispozitivului- acesta este un număr înmulțit cu numărul pentru a obține valoarea dorită a mărimii măsurate, adică citirile instrumentului. Constanta dispozitivului în unele cazuri este setată ca valoare a unei diviziuni la scară, care este valoarea valorii măsurate corespunzătoare unei diviziuni.

Sensibilitatea dispozitivului- acesta este un număr în numărătorul căruia este valoarea mișcării liniare sau unghiulare a indicatorului (dacă vorbim despre un dispozitiv de măsurare digital, atunci numărătorul va avea o modificare a valorii numerice, iar în numitor există va fi o modificare a valorii măsurate care a provocat această mișcare (sau o modificare a valorii numerice)) ...

Pragul de sensibilitate al instrumentului de măsurare- un număr care este valoarea minimă a valorii măsurate pe care dispozitivul o poate fixa.

Precizia instrumentului de măsurare Este o caracteristică care exprimă gradul de conformitate a rezultatelor măsurătorii cu valoarea actuală a mărimii măsurate. Precizia contorului este determinată prin setarea limitelor inferioare și superioare ale erorii maxime posibile.

Se practică subdivizarea dispozitivelor în clase de precizie, pe baza valorii erorii admisibile.

Clasa de precizie a instrumentelor de măsură- aceasta este o caracteristică generalizantă a instrumentelor de măsurare, care este determinată de limitele erorilor principale și suplimentare admisibile și alte caracteristici care determină precizia Clasele de precizie ale unui anumit tip de instrumente de măsurare sunt aprobate în documentația de reglementare. Mai mult, pentru fiecare clasă individuală de precizie sunt aprobate anumite cerințe pentru caracteristicile metrologice.Combinarea caracteristicilor metrologice stabilite determină gradul de precizie al unui instrument de măsurare aparținând unei clase de precizie date.

Clasa de precizie a unui instrument de măsurare este determinată în procesul de dezvoltare a acestuia. Deoarece caracteristicile metrologice se deteriorează de obicei în timpul funcționării, este posibil, în funcție de rezultatele calibrării (verificării) instrumentului de măsurare, să se reducă clasa de precizie a acestuia.

16. Erori la instrumentele de măsură

Erorile instrumentelor de măsurare sunt clasificate după următoarele criterii:

1) prin modul de exprimare;

2) după natura manifestării;

3) în raport cu condițiile de utilizare. După modul de exprimare se disting erorile absolute și relative.

Eroarea absolută se calculează cu formula:

Q n = Q n Q 0,

Unde ? Q n - eroare absolută a instrumentului de măsură testat;

Q n- valoarea unei anumite cantităţi obţinute cu ajutorul instrumentului de măsură testat;

Q 0 - valoarea aceleiasi marimi, luata ca baza de comparatie (valoare reala).

Eroarea relativă este un număr care reflectă gradul de precizie al unui instrument de măsurare. Eroarea relativă se calculează folosind următoarea formulă:

Unde ? Q - eroare absolută;

Q 0 - valoarea actuală (validă) a valorii măsurate.

Eroarea relativă este exprimată ca procent.

După natura manifestării, erorile sunt împărțite în aleatorii și sistematice.

În ceea ce privește condițiile de aplicare, erorile sunt împărțite în de bază și suplimentare.

Eroarea de bază a instrumentelor de măsură Este o eroare care se determină dacă instrumentele de măsură sunt utilizate în condiții normale.

Eroare suplimentară a instrumentelor de măsură- aceasta este o componentă a erorii instrumentului de măsurare, care apare suplimentar dacă vreuna dintre mărimile de influență depășește valoarea sa normală.

17. Suport metrologic al sistemelor de măsurare

Suport metrologic- aceasta este aprobarea și utilizarea fundamentelor științifice, tehnice și organizatorice, dispozitivelor tehnice, normelor și standardelor pentru a asigura uniformitatea și acuratețea specificată a măsurătorilor. Suportul metrologic în aspectul său științific se bazează pe metrologie.

Se pot distinge următoarele obiective ale suportului metrologic:

1) realizarea de produse de calitate superioară;

2) asigurarea celui mai înalt randament al sistemului contabil;

3) asigurarea de măsuri preventive, diagnosticare și tratament;

4) asigurarea unui management eficient al producției;

5) asigurarea unui nivel ridicat de eficiență a lucrărilor și experimentelor științifice;

6) asigurarea unui grad superior de automatizare în domeniul managementului transporturilor;

7) asigurarea funcționării efective a sistemului de reglementare și control al condițiilor de muncă și de viață;

8) îmbunătățirea calității supravegherii mediului;

9) îmbunătățirea calității și creșterea fiabilității comunicării;

10) asigurarea unui sistem eficient de evaluare a diverselor resurse naturale.

Suport metrologic al dispozitivelor tehnice- aceasta

un ansamblu de mijloace științifice și tehnice, măsuri organizatorice și măsuri efectuate de instituțiile relevante pentru a obține unitatea și acuratețea necesară a măsurătorilor, precum și caracteristicile stabilite ale dispozitivelor tehnice.

Sistem de măsurare- un instrument de măsură, care este o combinație de măsuri, MT, instrumente de măsură și altele, care îndeplinesc funcții similare, situate în diferite părți ale unui anumit spațiu și destinate să măsoare un anumit număr de mărimi fizice într-un spațiu dat.

Sistemele de măsurare sunt utilizate pentru:

1) caracteristicile tehnice ale obiectului de măsurare, obținute prin efectuarea de transformări de măsurare a unui anumit număr de mărimi variabile dinamic în timp și distribuite în spațiu;

2) prelucrarea automată a rezultatelor măsurătorilor obţinute;

3) înregistrarea rezultatelor măsurătorilor obţinute şi a rezultatelor prelucrării lor automatizate;

4) traducerea datelor în semnale de ieșire ale sistemului. Suportul metrologic al sistemelor de măsurare presupune:

1) determinarea și standardizarea caracteristicilor metrologice pentru canalele de măsurare;

2) verificarea documentaţiei tehnice pentru conformitatea cu caracteristicile metrologice;

3) efectuarea de încercări ale sistemelor de măsurare pentru a stabili tipul căruia îi aparțin;

4) efectuarea de încercări pentru a determina conformitatea sistemului de măsurare la tipul stabilit;

5) certificarea sistemelor de măsurare;

6) Calibrarea (verificarea) sistemelor de măsurare;

7) asigurarea controlului metrologic asupra producţiei şi utilizării sistemelor de măsurare.

Canalul de măsurare al sistemului de măsurare Este o parte a unui sistem de măsurare, separat din punct de vedere tehnic sau funcțional, conceput pentru a îndeplini o anumită funcție de terminare (de exemplu, pentru a percepe o mărime măsurată sau pentru a obține un număr sau un cod rezultat din măsurătorile acestei mărimi). Acțiune:

1) canale de măsurare simple;

2) canale complexe de măsurare.

Canal simplu de măsurare Este un canal care utilizează o metodă de măsurare directă implementată prin conversii ordonate de măsurare.

Într-un canal de măsurare complex, partea primară și partea secundară sunt separate. În partea primară, un canal de măsurare complex este o combinație a unui număr de canale de măsurare simple. Semnalele de la ieșirea canalelor de măsurare simple ale părții primare sunt utilizate pentru măsurători indirecte, agregate sau comune sau pentru a obține un semnal proporțional cu rezultatul măsurării în partea secundară.

Componenta de măsurare a unui sistem de măsurare Este un instrument de măsurare cu caracteristici metrologice normalizate separat. Un exemplu de componentă de măsurare a unui sistem de măsurare este un dispozitiv de măsurare. Componentele de măsurare ale sistemului de măsurare includ și dispozitive de calcul analogice (dispozitive care efectuează conversii de măsurare). Dispozitivele de calcul analogice aparțin unui grup de dispozitive cu una sau mai multe intrări.

Componentele de măsurare ale sistemelor de măsurare sunt de următoarele tipuri.

Componenta liant Este un dispozitiv tehnic sau un element al mediului utilizat pentru schimbul de semnale care conțin informații despre valoarea măsurată între componentele unui sistem de măsurare cu cea mai mică distorsiune posibilă. Un exemplu de componentă de conectare este o linie telefonică, o linie de înaltă tensiune și dispozitive adaptoare.

Componenta de calcul Este un dispozitiv digital (parte a unui dispozitiv digital) conceput pentru a efectua calcule cu software-ul instalat. Componenta de calcul este utilizată pentru a calcula

a rezultatelor măsurătorilor (directe, indirecte, comune, agregate), care sunt un număr sau un cod corespunzător, calculele se fac pe baza rezultatelor transformărilor primare din sistemul de măsurare. Componenta de calcul realizează, de asemenea, operații logice și coordonarea sistemului de măsurare.

Componentă complexă Este o componentă a unui sistem de măsurare, care este un set de componente unite din punct de vedere tehnic sau geografic. O componentă complexă completează transformările de măsurare, precum și operațiile de calcul și logice care sunt aprobate în algoritmul acceptat pentru prelucrarea rezultatelor măsurătorilor în alte scopuri.

Componenta de ajutor Este un dispozitiv tehnic conceput pentru a asigura funcționarea normală a sistemului de măsurare, dar nu ia parte la procesul de conversie de măsurare.

Conform GOST-urilor relevante, caracteristicile metrologice ale sistemului de măsurare trebuie în mod necesar normalizate pentru fiecare canal de măsurare inclus în sistemul de măsurare, precum și pentru componentele complexe și de măsurare ale sistemului de măsurare.

De regulă, producătorul sistemului de măsurare definește standarde generale pentru caracteristicile metrologice ale canalelor de măsurare ale sistemului de măsurare.

Caracteristicile metrologice standardizate ale canalelor de măsurare ale sistemului de măsurare sunt concepute pentru:

1) asigura determinarea erorii de masurare folosind canale de masurare in conditii de functionare;

2) asigurarea controlului efectiv asupra conformității canalului de măsurare al sistemului de măsurare cu caracteristicile metrologice normalizate în timpul încercării sistemului de măsurare. Dacă determinarea sau controlul asupra caracteristicilor metrologice ale canalului de măsurare al sistemului de măsurare nu poate fi efectuată experimental pentru întregul canal de măsurare, se realizează normalizarea caracteristicilor metrologice pentru componentele canalului de măsurare. Mai mult, combinația acestor părți ar trebui să reprezinte un întreg canal de măsurare

Este posibilă normalizarea caracteristicilor erorii ca caracteristici metrologice ale canalului de măsurare al sistemului de măsurare atât în ​​condiții normale de utilizare a componentelor de măsurare, cât și în condiții de funcționare pentru care este caracteristică o astfel de combinație de factori de influență, în care modulul a valorii numerice a caracteristicilor erorii canalului de măsurare are valoarea maximă posibilă. Pentru o mai mare eficiență, pentru combinații intermediare de factori de influență, se normalizează și caracteristicile de eroare ale canalului de măsurare. Aceste caracteristici ale erorii canalelor de măsurare ale sistemului de măsurare trebuie verificate prin calcularea lor în funcție de caracteristicile metrologice ale componentelor sistemului de măsurare, care reprezintă canalul de măsurare în ansamblu. În plus, este posibil ca valorile calculate ale caracteristicilor erorii canalelor de măsurare să nu fie verificate experimental. Dar, cu toate acestea, este imperativ ca caracteristicile metrologice să fie monitorizate pentru toate părțile constitutive (componentele) sistemului de măsurare, ale căror norme sunt datele inițiale în calcul.

Caracteristicile metrologice normalizate ale componentelor complexe și ale componentelor de măsurare trebuie:

1) asigură determinarea caracteristicilor erorii canalelor de măsurare ale sistemului de măsurare în condițiile de funcționare de utilizare folosind caracteristicile metrologice normalizate ale componentelor;

2) asigură implementarea controlului efectiv asupra acestor componente în procesul de încercări efectuate în vederea stabilirii tipului, precum și verificarea conformității cu caracteristicile metrologice standardizate. Pentru componentele de calcul ale sistemului de măsurare, dacă software-ul lor nu a fost luat în considerare în procesul de standardizare a caracteristicilor metrologice, se normalizează erorile de calcul, a căror sursă este funcționarea software-ului (algoritm de calcul, implementarea software-ului acestuia). Pentru componentele de calcul ale sistemului de măsurare pot fi normalizate și alte caracteristici, cu condiția să se țină cont de specificul componentei de calcul, care poate afecta caracteristicile părților componente ale erorii canalului de măsurare (caracteristicile componentei a erorii), dacă eroarea componentei apare din cauza utilizării acestui program pentru procesarea rezultatelor măsurătorilor.

Documentația tehnică pentru funcționarea sistemului de măsurare trebuie să cuprindă o descriere a algoritmului și a programului care funcționează în conformitate cu algoritmul descris. Această descriere ar trebui să permită calcularea caracteristicilor de eroare ale rezultatelor măsurătorilor folosind caracteristicile de eroare ale componentei canalului de măsurare a sistemului de măsurare situat în fața componentei de calcul.

Pentru componentele de conectare ale sistemului de măsurare sunt standardizate două tipuri de caracteristici:

1) caracteristici care asigură o asemenea valoare a componentei de eroare a canalului de măsurare cauzată de componenta de cuplare, care poate fi neglijată;

2) caracteristici care fac posibilă determinarea valorii componentei de eroare a canalului de măsurare cauzată de componenta de legătură.

18. Alegerea instrumentelor de măsură

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

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

Atunci când alegeți instrumentele de măsurare, trebuie luate în considerare și următoarele:

1) abateri admisibile;

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

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

1) valoarea nominală a mărimii măsurate;

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

3) informații despre condițiile măsurătorilor.

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

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

1) în zona de lucru a valorilor mărimilor care influențează procesul de măsurare;

2) la dimensiunile instrumentului de măsură;

3) la masa instrumentului de măsurat;

4) la proiectarea instrumentului de măsurare.

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

19. Metode de determinare și contabilizare a erorilor

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

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

2) determină acuratețea rezultatelor obținute, adică gradul de conformitate a acestora cu valoarea actuală (actuală).

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

1) așteptare matematică;

2) abaterea standard.

Estimarea punctuală a parametrului(așteptare matematică sau abatere standard) este o estimare a unui parametru care poate fi exprimat ca un singur număr. Estimarea punctuală este o funcție a datelor experimentale și, prin urmare, ea însăși ar trebui să fie o variabilă aleatoare distribuită conform unei legi în funcție de legea de distribuție a valorilor variabilei aleatoare inițiale Legea de distribuție a valorilor estimate punctuale va depinde și de parametrul care se estimează și de numărul de teste (experimente).

Evaluarea punctelor este de următoarele tipuri:

1) estimare punctuală imparțială;

2) estimarea punctuală efectivă;

3) estimare punctuală consecventă.

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

Estimare punctuală eficientă Este o estimare punctuală. a căror varianță este mai mică decât varianța oricărei alte estimări a acestui parametru.

Estimare punctuală solidă Este o estimare care, odată cu creșterea numărului de teste, tinde spre valoarea parametrului evaluat.

Principalele metode de determinare a notelor:

1) metoda maximă de probabilitate (metoda lui Fisher);

2) metoda celor mai mici pătrate.

1. Metoda maximă de probabilitate se bazează pe ideea că informațiile despre valoarea reală a măsurandului și dispersia rezultatelor măsurătorilor obținute prin observații multiple sunt conținute într-un număr de observații.

Metoda probabilității maxime constă în găsirea estimărilor la care funcția de probabilitate trece prin maximul său.

Estimări de probabilitate maximă Sunt estimări ale abaterii standard și estimări ale valorii adevărate.

Dacă erorile aleatoare sunt distribuite conform legii distribuției normale, atunci estimarea de probabilitate maximă pentru valoarea adevărată este media aritmetică a observațiilor, iar estimarea varianței este media aritmetică a pătratelor abaterilor valorilor de la așteptări matematice.

Avantajul estimărilor cu maximă probabilitate este că datele estimării:

1) imparțial asimptotic;

2) eficient asimptotic;

3) distribuite asimptotic conform legii normale.

2. Metoda celor mai mici pătrate constă în faptul că dintr-o anumită clasă de estimări, estimarea este luată cu varianţa minimă (cea mai eficientă). Dintre toate estimările liniare ale valorii reale, în care sunt prezente unele constante, numai media aritmetică se reduce la cea mai mică valoare a varianței. În acest sens, cu condiția ca valorile erorilor aleatoare să fie distribuite conform legii distribuției normale, estimările obținute prin metoda celor mai mici pătrate sunt identice cu estimările de maximă probabilitate. Estimarea parametrilor folosind intervale se realizează prin găsirea intervalelor de încredere în care valorile reale ale parametrilor estimați sunt situate cu probabilități date.

Limita de încredere a abaterii aleatorii Este un număr care reprezintă lungimea intervalului de încredere înjumătățit.

Cu un număr suficient de mare de teste, intervalul de încredere scade semnificativ. Dacă numărul de încercări crește, atunci este acceptabil să crească numărul de intervale de încredere.

Detectarea erorilor grave

Erori grosolane- acestea sunt erori mult mai mari decât erorile sistematice și aleatorii presupuse în condițiile date de măsurători. Pot apărea alunecări și erori grave din cauza erorilor grave în procesul de măsurare, a defecțiunii tehnice a instrumentului de măsurare și a modificărilor neașteptate ale condițiilor externe. Pentru a exclude erorile grave, se recomandă să determinați aproximativ valoarea valorii măsurate înainte de a începe măsurătorile.

Dacă, în timpul măsurătorilor, se dovedește că rezultatul unei observații individuale este foarte diferit de alte rezultate obținute, este imperativ să se stabilească motivele acestei diferențe. Rezultatele obținute cu diferențe drastice pot fi aruncate și valoarea re-măsurată. Cu toate acestea, în unele cazuri, eliminarea unor astfel de rezultate poate provoca o distorsiune perceptibilă a împrăștierii într-o serie de măsurători. În acest sens, se recomandă să nu renunțați la rezultate diferite, ci să le completați cu rezultatele măsurătorilor repetate.

Dacă este necesară excluderea erorilor grosolane în procesul de prelucrare a rezultatelor obținute, când nu mai este posibilă corectarea condițiilor de măsurare și efectuarea măsurătorilor repetate, atunci se folosesc metode statistice.

Metoda generală de testare a ipotezelor statistice vă permite să aflați dacă există o eroare grosieră într-un anumit rezultat al măsurării.

20. Prelucrarea și prezentarea rezultatelor măsurătorilor

Măsurătorile sunt de obicei one-shot. În condiții normale, precizia lor este suficientă.

Rezultatul unei singure măsurări este prezentat în următoarea formă:

Unde Y i- valoarea citirii i-a;

I - amendament.

Eroarea din rezultatul unei singure măsurări este determinată atunci când metoda de măsurare este aprobată.

În procesul de prelucrare a rezultatelor măsurătorilor se folosesc diverse tipuri de legi de distribuție (legea distribuției normale, legea distribuției uniforme, legea distribuției corelației) mărimii măsurate (în acest caz, este considerată aleatorie).

Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor directe egale Măsurători directe- sunt măsurători prin care se obține direct valoarea mărimii măsurate Egale sau egal împrăștiate sunt măsurători directe, reciproc independente ale unei anumite mărimi, iar rezultatele acestor măsurători pot fi considerate aleatoare și distribuite după aceeași distribuție lege.

De obicei, la procesarea rezultatelor măsurătorilor directe, la fel de precise, se presupune că rezultatele și erorile de măsurare sunt distribuite conform legii distribuției normale.

După eliminarea calculelor, valoarea așteptărilor matematice este calculată prin formula:

Unde x i- valoarea valorii măsurate;

n- numărul de măsurători efectuate.

Apoi, dacă se determină eroarea sistematică, valoarea acesteia este scăzută din valoarea calculată a așteptării matematice.

Apoi se calculează valoarea abaterii standard a valorilor valorii măsurate din așteptarea matematică.

Algoritm pentru procesarea rezultatelor măsurătorilor multiple egale

Dacă se cunoaște o eroare sistematică, atunci aceasta trebuie exclusă din rezultatele măsurătorii.

Calculați așteptarea matematică a rezultatelor măsurătorii. Media aritmetică este de obicei luată ca așteptare matematică.

Setați valoarea erorii aleatoare (abaterea de la media aritmetică) a rezultatului unei singure măsurători.

Calculați varianța erorii aleatoare. Calculați abaterea standard a rezultatului măsurării.

Verificați ipoteza că rezultatele măsurătorilor sunt distribuite conform legii normale.

Găsiți valoarea intervalului de încredere și eroarea de încredere.

Determinați valoarea erorii de entropie și a coeficientului de entropie.

21. Verificarea si calibrarea instrumentelor de masura

Calibrarea instrumentelor de măsură Este un ansamblu de acțiuni și operațiuni care determină și confirmă valorile reale (actuale) ale caracteristicilor metrologice și (sau) adecvarea instrumentelor de măsurare care nu sunt supuse controlului metrologic de stat.

Adecvarea unui instrument de măsurare este o caracteristică care este determinată de conformitatea caracteristicilor metrologice ale unui instrument de măsurare cu cerințele tehnice aprobate (în documentele de reglementare sau de către client).Un laborator de calibrare determină adecvarea unui instrument de măsurare.

Calibrarea a modificat verificarea și certificarea metrologică a instrumentelor de măsură, care erau efectuate numai de organele serviciului metrologic de stat. Calibrarea, spre deosebire de verificarea și certificarea metrologică a instrumentelor de măsurare, poate fi efectuată de orice serviciu metrologic, cu condiția ca acesta să aibă capacitatea de a asigura condițiile adecvate pentru calibrare. Calibrarea se realizează pe bază voluntară și poate fi efectuată chiar de către serviciul de metrologie al întreprinderii.

Cu toate acestea, serviciul metrologic al întreprinderii este obligat să îndeplinească anumite cerințe. Principala cerință pentru serviciul metrologic este asigurarea conformității instrumentului de măsurare de lucru cu standardul de stat, adică calibrarea face parte din sistemul național de asigurare a uniformității măsurătorilor.

Există patru metode de verificare (calibrare) a instrumentelor de măsură:

1) metoda compararii directe cu standardul;

2) metoda de comparare folosind un calculator;

3) metoda măsurătorilor directe a mărimii;

4) metoda măsurătorilor indirecte ale mărimii.

Metoda de comparare directă cu standardul facilităţi

măsurătorile supuse calibrării, cu un standard adecvat de o anumită categorie, se practică pentru diverse instrumente de măsură în domenii precum măsurătorile electrice, măsurătorile magnetice, determinarea tensiunii, frecvenței și curentului. Această metodă se bazează pe măsurarea aceleiași mărimi fizice de către un dispozitiv calibrat (verificat) și un dispozitiv de referință în același timp. Eroarea dispozitivului calibrat (verificat) este calculată ca diferență dintre citirile dispozitivului calibrat și dispozitivul de referință (adică, citirile dispozitivului de referință sunt luate ca valoare reală a mărimii fizice măsurate).

Avantajele metodei de comparare directă cu standardul de referință:

1) simplitate;

2) vizibilitate;

3) posibilitatea de calibrare (verificare) automată;

4) capacitatea de a efectua calibrarea folosind un număr limitat de instrumente și echipamente.

Metoda de comparare asistată de calculator efectuat cu ajutorul unui comparator - un dispozitiv special prin care se compară citirile instrumentului de măsurare calibrat (verificat) și citirile instrumentului de măsurare standard. Necesitatea folosirii unui comparator se datorează imposibilității de a face o comparație directă a citirilor instrumentelor de măsură care măsoară aceeași mărime fizică. Comparatorul poate fi un instrument de măsurare care percepe în mod egal semnalele instrumentului de măsurare de referință și ale dispozitivului calibrat (verificat). Avantajul acestei metode este consistența în timp a comparației valorilor.

Metoda de măsurare directă se foloseste in cazurile in care este posibila compararea instrumentului de masura calibrat cu cel de referinta in limitele de masura stabilite. Metoda de măsurare directă se bazează pe același principiu ca și metoda comparației directe. Diferența dintre aceste metode este că, folosind metoda de măsurare directă, se face o comparație la toate punctele numerice ale fiecărui interval (sub-gamă).

Metoda de măsurare indirectă Este utilizat în cazurile în care valorile reale (reale) ale mărimilor fizice măsurate nu pot fi obținute prin măsurători directe sau când măsurătorile indirecte sunt mai precise ca măsurători directe. Când utilizați această metodă, pentru a obține valoarea dorită, căutați mai întâi valorile cantităților asociate cu valoarea dorită printr-o dependență funcțională cunoscută. Și apoi, pe baza acestei dependențe, valoarea dorită este găsită prin calcul. Metoda de măsurare indirectă este de obicei utilizată în instalațiile automate de calibrare (verificare).

Pentru ca transferul dimensiunilor unităților de măsură la instrumentele de lucru din standardele unităților de măsură să se realizeze fără erori mari, se întocmesc și se aplică diagrame de verificare.

Diagrame de verificare- Acesta este un document de reglementare care aprobă subordonarea instrumentelor de măsurare care participă la procesul de transfer al mărimii unei unități de măsură a unei mărimi fizice de la un etalon la instrumente de măsurare de lucru prin anumite metode și cu indicarea eroare. Schemele de verificare aprobă subordonarea metrologică a etalonului de stat, a standardelor de descărcare și a instrumentelor de măsură.

Schemele de verificare sunt împărțite în:

1) diagrame de verificare a stării;

2) diagrame de verificare departamentale;

3) diagrame de verificare locală.

Diagramele de verificare de stat sunt stabilite si valabile pentru toate instrumentele de masura de un anumit tip utilizate in tara.

Diagrame de verificare departamentale sunt instalate și funcționează pe instrumente de măsură de o cantitate fizică dată, supuse verificării departamentale. Diagramele de verificare departamentale nu trebuie să intre în conflict cu diagramele de verificare de stat dacă sunt stabilite pentru instrumente de măsurare de aceleași mărimi fizice.Tabelele de verificare departamentale pot fi stabilite în absența unei diagrame de verificare de stat. În diagramele de verificare departamentale este posibilă indicarea directă a anumitor tipuri de instrumente de măsură.

Diagrame de verificare locale sunt utilizate de serviciile metrologice ale ministerelor și sunt valabile și pentru instrumentele de măsurare ale întreprinderilor din subordinea acestora. O schemă locală de verificare se poate aplica instrumentelor de măsurare utilizate la o anumită întreprindere.Schemele locale de verificare trebuie să îndeplinească în mod necesar cerințele de subordonare aprobate de schema de verificare de stat. Institutele de cercetare ale Gosstandart-ului Federației Ruse sunt angajate în întocmirea diagramelor de calibrare de stat, institutele de cercetare ale Gosstandart-ului sunt proprietarii standardelor de stat.

Schemele de verificare departamentale și diagramele de verificare locale sunt prezentate sub formă de desene.

Diagramele de calibrare de stat sunt stabilite de standardul de stat al Federației Ruse, iar diagramele de calibrare locale sunt stabilite de serviciile metrologice sau șefii de întreprinderi.

Schema de verificare aprobă procedura de transfer a mărimii unităților de măsură a uneia sau mai multor mărimi fizice de la standardele de stat la instrumentele de măsură de lucru. Tabelul de verificare trebuie să conțină cel puțin două etape de transfer al mărimii unităților de măsură.

Desenele reprezentând diagrama de verificare trebuie să arate:

1) denumirile instrumentelor de măsură;

2) denumirile metodelor de verificare;

3) valorile nominale ale mărimilor fizice;

4) intervale de valori nominale ale mărimilor fizice;

5) valorile admisibile ale erorilor instrumentelor de măsurare;

6) valorile admisibile ale erorilor metodelor de verificare.

22. Temeiul legal pentru sprijinul metrologic. Principalele prevederi ale Legii Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”

Unitatea de măsură Este o caracteristică a procesului de măsurare, ceea ce înseamnă că rezultatele măsurării sunt exprimate în unități de măsură stabilite și acceptate legal, iar evaluarea acurateței măsurării are un nivel de încredere adecvat.

Principiile principale ale uniformității măsurătorii:

1) determinarea mărimilor fizice cu utilizarea obligatorie a standardelor de stat;

2) folosirea instrumentelor de măsură legal aprobate supuse controlului statului și cu dimensiunile unităților de măsură transferate direct din standardele de stat;

3) utilizarea numai a unităţilor de măsură a mărimilor fizice aprobate legal;

4) asigurarea controlului sistematic obligatoriu asupra caracteristicilor instrumentelor de măsură operate la anumite intervale;

5) asigurarea preciziei garantate cerute a măsurătorilor atunci când se utilizează instrumente de măsurare calibrate (verificate) și proceduri de măsurare stabilite;

6) utilizarea rezultatelor măsurătorilor obţinute cu condiţia obligatorie de a evalua eroarea acestor rezultate cu o probabilitate specificată;

7) asigurarea controlului asupra conformității instrumentelor de măsurare cu regulile și caracteristicile metrologice;

8) asigurarea supravegherii de stat și departamentale a instrumentelor de măsură.

Legea RF „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor” a fost adoptată în anul 1993. Până la adoptarea acestei Legi, normele în domeniul metrologiei nu erau reglementate prin lege. îndatoririle controlului metrologic de stat și supravegherii metrologice de stat, reguli noi de etalonare. au fost stabilite, a fost introdus conceptul de certificare voluntară a instrumentelor de măsurare.

Dispoziții de bază.

În primul rând, scopurile legii sunt următoarele:

1) protecția drepturilor și intereselor legale ale cetățenilor Federației Ruse, a legii și ordinii și a economiei Federației Ruse de posibilele consecințe negative cauzate de rezultate de măsurare nesigure și inexacte;

2) asistență în dezvoltarea științei, tehnologiei și economiei prin reglementarea utilizării standardelor de stat de unități de mărime și aplicarea rezultatelor măsurătorilor cu acuratețe garantată. Rezultatele măsurătorilor ar trebui să fie exprimate în unități de măsură specifice țării;

3) promovarea dezvoltării și întăririi relațiilor și legăturilor internaționale și inter-firme;

4) reglementarea cerințelor pentru fabricarea, eliberarea, utilizarea, repararea, vânzarea și importul instrumentelor de măsurare produse de persoane juridice și persoane fizice;

5) integrarea sistemului de măsurare al Federației Ruse în practica mondială.

Domenii de aplicare a Legii: comerț; sănătate; protecția mediului; activitate economică și economică externă; unele domenii de producție legate de etalonarea (verificarea) instrumentelor de măsurare de către serviciile metrologice aparținând persoanelor juridice, efectuate folosind standarde subordonate standardelor de stat de unități de mărime.

Conceptele de bază sunt aprobate legal în lege:

1) uniformitatea măsurătorilor;

2) un instrument de măsurare;

3) unitate standard de cantitate;

4) standardul de stat al unității de mărime;

5) documente de reglementare care să asigure uniformitatea măsurătorilor;

6) serviciul metrologic;

7) control metrologic;

8) supraveghere metrologică;

9) calibrarea instrumentelor de măsură;

10) certificat de calibrare.

Toate definițiile aprobate în Lege se bazează pe terminologia oficială a Organizației Internaționale de Metrologie Legală (OIML).

Articolele principale ale legii reglementează:

1) structura de organizare a organelor de conducere ale statului pentru asigurarea uniformității măsurătorilor;

2) documente de reglementare care asigură uniformitatea măsurătorilor;

3) unități de măsură stabilite ale mărimilor fizice și standarde de stat ale unităților de mărime;

4) instrumente de măsură;

5) metode de măsurare.

Prin lege se aprobă Serviciul Metrologic de Stat și alte servicii implicate în asigurarea uniformității măsurătorilor, serviciile metrologice ale organelor de conducere ale statului și formele de control și supraveghere metrologică de stat.

Legea definește tipurile de răspundere pentru încălcarea Legii.

Legea aprobă componența și atribuțiile Serviciului Metrologic de Stat.

În conformitate cu Legea, a fost creat un institut de licențiere a activităților metrologice pentru a proteja drepturile legitime ale consumatorilor. Numai organele Serviciului Metrologic de Stat au dreptul de a elibera o licență.

Au fost stabilite noi tipuri de supraveghere metrologică de stat:

1) pentru cuantumul bunurilor înstrăinate;

2) numărul de mărfuri din pachet în procesul de ambalare și vânzare a acestora.

În conformitate cu prevederile Legii, sfera controlului metrologic de stat este în creștere. A adăugat operațiuni bancare, operațiuni poștale, operațiuni fiscale, operațiuni vamale, certificare obligatorie de produs.

În conformitate cu Legea, este introdus un sistem de certificare a instrumentelor de măsurare bazat pe un principiu voluntar, care verifică respectarea instrumentelor de măsurare cu regulile metrologice și cu cerințele sistemului rusesc de calibrare a instrumentelor de măsurare.

23. Serviciul metrologic în Rusia

Serviciul Metrologic de Stat al Federației Ruse (GMS) este o asociație a organismelor metrologice de stat și coordonează activitățile pentru a asigura uniformitatea măsurătorilor. Există următoarele servicii metrologice:

1) Serviciul Metrologic de Stat;

2) Serviciul de stat al timpului și frecvenței și determinarea parametrilor de rotație ai Pământului;

3) Serviciul de stat al materialelor de referință pentru compoziția și proprietățile substanțelor și materialelor;

4) Serviciul de stat de date standard de referință privind constantele fizice și proprietățile substanțelor și materialelor;

5) serviciile metrologice ale organelor de conducere ale statului ale Federației Ruse;

6) servicii metrologice ale persoanelor juridice. Toate serviciile de mai sus sunt supravegheate de Comitetul de Stat al Federației Ruse pentru Standardizare și Metrologie (Gosstandart al Rusiei).

Serviciul Metrologic de Stat contine:

1) centre metrologice științifice de stat (GNMC);

2) organele SMS de pe teritoriul entităților constitutive ale Federației Ruse. Serviciul Metrologic de Stat include și centre de etalonare de stat, specializate în diverse unități de măsură a mărimilor fizice.

Serviciul de Stat al Timpului și Frecvenței și Determinarea Parametrilor de Rotație a Pământului (GSPF) este angajat în asigurarea uniformității măsurătorilor de timp, frecvență și determinarea parametrilor de rotație a Pământului la nivel interregional și interramual. Informațiile de măsurare GSPH sunt utilizate de serviciile de navigație și control ale aeronavelor, navelor și sateliților, Sistemul Energetic Unificat etc.

Serviciul de Stat pentru Materiale de Referință Certificate pentru Compoziția și Proprietățile Substanțelor și Materialelor (SSSO) este angajat în crearea și aplicarea unui sistem de materiale de referință pentru compoziția și proprietățile substanțelor și materialelor. Conceptul de materiale include:

1) metale și aliaje;

2) produse petroliere;

3) medicamente etc.

GSSO se angajează, de asemenea, în dezvoltarea de instrumente menite să compare caracteristicile materialelor de referință și caracteristicile substanțelor și materialelor produse de diferite tipuri de întreprinderi (agricole, industriale etc.) pentru a asigura controlul.

Serviciul de stat pentru date standard de referință privind constantele fizice și proprietățile substanțelor și materialelor (GSSSD) este implicat în dezvoltarea de date precise și fiabile privind constantele fizice, proprietățile substanțelor și materialelor (materii prime minerale, petrol, gaz etc.) . Informațiile de măsurare GSSSD sunt utilizate de diferite organizații implicate în proiectarea produselor tehnice cu cerințe sporite de precizie. GSSSD publică date de referință convenite cu organizațiile metrologice internaționale.

Serviciile metrologice ale organelor de conducere de stat ale Federației Ruse și serviciile metrologice ale persoanelor juridice pot fi create în ministere, la întreprinderi, în instituții înregistrate ca persoană juridică, pentru a desfășura diferite tipuri de lucrări pentru a asigura uniformitatea și acuratețea corespunzătoare a măsurători, pentru a asigura controlul și supravegherea metrologică.

24. Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor

Sistemul de stat de asigurare a uniformității măsurătorilor a fost creat pentru a asigura uniformitatea măsurătorilor în interiorul țării. Sistemul de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor este implementat, coordonat și gestionat de Standardul de stat al Federației Ruse. Gosstandart al Federației Ruse este organul executiv de stat în domeniul metrologiei.

Sistemul de asigurare a uniformității măsurătorilor îndeplinește următoarele sarcini:

1) asigură protecția drepturilor și intereselor consacrate legal ale cetățenilor;

2) asigură protecţia ordinii juridice aprobate;

3) asigură protecţia economiei.

Sistemul de asigurare a uniformității măsurătorilor îndeplinește aceste sarcini prin eliminarea consecințelor negative ale măsurătorilor inexacte și inexacte în toate sferele vieții umane și sociale, folosind norme constituționale, documente de reglementare și decrete ale guvernului Federației Ruse.

Sistemul de asigurare a uniformității măsurătorilor funcționează în conformitate cu:

1) Constituția Federației Ruse;

2) Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”;

3) Decretul Guvernului Federației Ruse „Cu privire la organizarea lucrărilor de standardizare, asigurarea uniformității măsurătorilor, certificarea produselor și serviciilor”;

4) GOST R 8.000-2000 „Sistemul de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor”.

Sistemul de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor include:

1) subsistem juridic;

2) subsistem tehnic;

3) un subsistem organizatoric.

Principalele sarcini ale Sistemului de Stat pentru Asigurarea Uniformității Măsurătorilor sunt:

1) aprobarea modalităților eficiente de coordonare a activităților în domeniul asigurării uniformității măsurătorilor;

2) furnizarea de activități de cercetare care vizează dezvoltarea unor metode și metode mai exacte și perfecte de reproducere a unităților de măsură ale mărimilor fizice și transferarea dimensiunilor acestora de la standardele de stat la instrumentele de măsură de lucru;

3) aprobarea sistemului de unitati de masura a marimilor fizice admise in utilizare;

4) stabilirea scalelor de măsură permise pentru utilizare;

5) aprobarea conceptelor fundamentale ale metrologiei, reglementarea termenilor utilizați;

6) aprobarea sistemului de standarde de stat;

7) producerea și îmbunătățirea standardelor de stat;

8) aprobarea metodelor și regulilor de transfer al dimensiunilor unităților de măsură ale mărimilor fizice de la standardele de stat la instrumentele de măsură de lucru;

9) efectuarea calibrării (verificării) și certificării instrumentelor de măsură, care nu intră în sfera controlului și supravegherii metrologice de stat;

10) implementarea acoperirii informaţionale a sistemului pentru asigurarea uniformităţii măsurătorilor;

11) îmbunătățirea sistemului de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor.

Subsistemul juridic Este un set de acte interdependente (aprobate prin lege și statut) care au aceleași scopuri și aprobă cerințe convenite pentru anumite obiecte interconectate ale sistemului pentru asigurarea uniformității măsurătorilor.

Subsistemul tehnic Este un set de:

1) standarde internaționale;

2) standarde de stat;

3) standarde ale unităţilor de măsură ale mărimilor fizice;

4) standarde de scale de măsurare;

5) mostre standard de compoziție și proprietăți ale substanțelor și materialelor;

6) date standard de referință privind constantele fizice și proprietățile substanțelor și materialelor;

7) instrumente de măsură și alte aparate utilizate pentru controlul metrologic;

8) clădiri și spații proiectate special pentru măsurători de înaltă precizie;

9) laboratoare de cercetare;

10) laboratoare de calibrare.

Subsistemul organizatoric include servicii metrologice.

25. Controlul și supravegherea metrologică de stat

Controlul și supravegherea metrologică de stat (GMKiN) este asigurată de Serviciul Metrologic de Stat pentru a verifica conformitatea cu normele legale de metrologie aprobate prin Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”, standardele de stat și alte documente de reglementare.

Controlul și supravegherea metrologică de stat se aplică:

1) instrumente de măsură;

2) standarde de cantități;

3) metode de efectuare a măsurătorilor;

4) calitatea mărfurilor și a altor obiecte aprobate prin metrologie legală.

Sfera de aplicare a Controlului și Supravegherii Metrologice de Stat acoperă:

1) asistență medicală;

2) practica veterinara;

3) protecția mediului;

4) comerț;

5) decontări între agenți economici;

6) operațiuni contabile efectuate de stat;

7) capacitatea de apărare a statului;

8) lucrări geodezice;

9) lucrări hidrometeorologice;

10) operațiuni bancare;

11) tranzacții fiscale;

12) operațiuni vamale;

13) tranzacții poștale;

14) produse, a căror aprovizionare se realizează prin contracte guvernamentale;

15) inspecția și controlul calității produsului pentru conformitatea cu cerințele obligatorii ale standardelor de stat ale Federației Ruse;

16) măsurători, care se efectuează la solicitarea autorităților judiciare, a parchetului și a altor organe ale statului;

17) înregistrarea recordurilor sportive de scară națională și internațională.

Trebuie remarcat faptul că inexactitățile și inexactitățile măsurătorilor în zonele care nu sunt de producție, cum ar fi îngrijirea sănătății, pot avea consecințe grave și riscuri de siguranță. Inexactitatea și nefiabilitatea măsurătorilor în domeniul comerțului și al activităților bancare, de exemplu, pot cauza pierderi financiare uriașe atât pentru cetățeni individuali, cât și pentru stat.

Obiectele controlului și supravegherii metrologice de stat pot fi, de exemplu, următoarele instrumente de măsurare:

1) aparate pentru măsurarea tensiunii arteriale;

2) termometre medicale;

3) dispozitive pentru determinarea nivelului de radiație;

4) dispozitive pentru determinarea concentrației de monoxid de carbon în gazele de eșapament ale autoturismelor;

5) instrumente de măsură destinate controlului calității mărfurilor.

Legea Federației Ruse stabilește trei tipuri de control metrologic de stat și trei tipuri de supraveghere metrologică de stat.

Tipuri de control metrologic de stat:

1) determinarea tipului de instrumente de măsură;

2) verificarea instrumentelor de măsură;

3) autorizarea persoanelor juridice și a persoanelor fizice implicate în producția și repararea instrumentelor de măsurare. Tipuri de supraveghere metrologică de stat:

1) pentru fabricarea, starea și funcționarea instrumentelor de măsură, metodelor certificate de efectuare a măsurătorilor, standardelor de unități de mărime fizice, respectarea regulilor și normelor metrologice;

2) pentru cantitatea de bunuri care sunt înstrăinate în cursul operațiunilor comerciale;

3) pentru numărul de mărfuri ambalate în ambalaje de orice fel, aflate în procesul de ambalare și vânzare a acestora.