- •Лекция 2. Измерение как объект метрологии
- •Классификация измерений.
- •Основные характеристики измерений.
- •Прикладная метрология как инструмент диагностики технического состояния строительных конструкций и определения физического износа зданий и сооружений
- •К наиболее характерным дефектам и повреждениям конструкций, подлежащих выявлению при обследовании, относятся:
- •Лекция 4 контроль прочности бетонов
- •Лекция 5. Неразрушающие методы контроля прочности.
- •Лекция 6 Организационная система стандартизации. Элементы системы качества
министерство образования и науки украины
ГОСУДАРСТВЕННОЕ высшее учебное заведение
приднепровская государственная строительная академия
кАФЕДРА Железобетонных и каменных конструкций
КУРС ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «Метрология и стандартизация»
для специальности :
«Промышленное и гражданское строительство»
днепропетровск
Лекция 1. Общие сведения о науке метрология
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Современная метрология разделяется на следующие направления:
теоретическая (фундаментальная) метрология – раздел метрологии, изучающий общие теоретические вопросы измерений; создание систем единиц измерения, физических постоянных, разработкой новых методов измерений.
законодательная метрология - это один из разделов метрологии, совмещающий комплексы общепринятых правил, норм, требований для контроля и регламентации со стороны государства. Изучение этих аспектов направлено на метрологическое обеспечение единства измерений и однообразия средств измерений;
прикладная метрология – раздел метрологии, рассматривающий вопросы практического применения метрологических методов и средств измерений на практике;
историческая метрология; первоначально метрология занималась описанием различного рода мер а также монет, применявшихся в разных странах, и нахождением соотношения между ними. Интенсивное развитие метрология получила в конце 19 века в результате бурного развития физических наук и новых отраслей производства. Это позволило подвести под метрологию прочный научный фундамент и обеспечить разработку ряда высокоточных средств измерений. Современная метрология опирается на физический эксперимент высокой точности. Используя последние научные достижения, она находит оптимальные решения задач изучения свойств физических объектов.
Задачи метрологии:
1. Определение основных направлений развития метрологического обеспечения производства (строительства).
2. Организация и проведение анализа состояния измерений.
3. Разработка и реализация программ метрологического обеспечения.
4. Развитие и укрепление метрологической службы.
Объекты метрологии, основные определения и термины.
К объектам мерологии относят: средства измерений, эталон, методики выполнения измерений и физические, и не физические (производственные величины).
Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Под измерением понимается процесс экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу.
Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.
Эталон – средство измерения предназначенное для воспроизведения и хранения физической единицы величины с целью передачи ее средствам измерения данной величины.
Первичный эталон обеспечивает воспроизводим ость единицы в особых условиях.
Вторичный эталон – эталон получаемый размер единицы путем сравнения с первичным эталоном.
Третий эталон – эталон сравнения – это вторичный эталон применяется для сравнения эталона, которые по тем или иным причинам не могут быть сравнены между собой.
Четвертый эталон – рабочий эталон применяется для непосредственной передачи размера единицы.
Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.
Средство измерений – техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства. По техническому назначению средства измерений подразделяются на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, вспомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы.
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы бывают аналоговые и цифровые, показывающие и регистрирующие.
Метрологическое обеспечение – установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм; необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.
Метрологическое обеспечение базируется на четырех основах:
1. Научная – наука об измерениях.
2. Техническая – обеспечивает единообразие средств измерения, когда они проградуированы в узаконенных единицах и их метрологические свойства соответствуют нормам.
3. Организационная – метрологические службы, состоящие из государственных и ведомственных метрологических служб.
4. Нормы и правила – регламентируют в стандартах государственной системы обеспечение единства измерений.
Метрологическая служба - субъект управления, контроля и регламентирования видов работ, направленных на обеспечение единства и единообразия измерений.
Поверка средства измерений - комплекс мер, исполняемых объектами государственной метрологической службы с целью подтверждения соответствия средств измерения установленным ГОСТ техническим требованиям.
Калибровка средства измерений - комплекс принятых мер, исполняемых для подтверждения и определения действующих значений метрологических характеристик и(или) годности к использованию средств измерения, не подлежащего обязательному государственному контролю и метрологическому надзору.
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Как ясно из определения, это понятие включает не только выполнение условия единства используемых единиц физических величин, но и значение погрешности измерения
ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА МЕТРОЛОГИИ: обеспечение единства измерений. Эта задача может быть решена при соблюдении двух условий:
1. Выражение результата измерений в узаконенных единицах. (Система си).
2. Установление допустимых ошибок результатов измерений и предела за которые они не должны выходить.
Лекция 2. Измерение как объект метрологии
Измерение – нахождение значения физической величины с помощью специальных технических средств.
Классификация измерений.
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения делятся на статические и динамические.
Статические измерения соответствуют случаю, когда измеряемая величина остается постоянной.
Динамические – когда измеряемая величина изменяется.
По способам получения результатов различают прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.
Прямыми называются измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. При этом измеряемую величину сравнивают с мерой измерительными приборами.
При косвенных измерениях искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. (например измерение площади)
При совокупных измерениях одновременно измеряют несколько однотипных величин и искомые значения величин находят решая систему уравнений, полученных при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Совместные измерения – производимые одновременно измерения двух или нескольких одноименных величин для нахождения зависимости между ними. (Примеры - нахождение зависимостей теплоемкости воздуха от температуры, коэффициента теплоотдачи от скорости движения жидкости или газа и т.п.)
По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерения.
Абсолютное измерение основано на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант (измерение напряжения в Вольтах).
Относительным называется измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.
По используемому методу измерения различают :
Метод непосредственной оценки, в котором значение величины определяется непосредственно по отсчетному устройству измерительного устройства.
Метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Этот метод имеет следующие модификации: противопоставления, дифференциальный, нулевой, замещения, совпадений.
Метод противопоставления – измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения с помощью которого устанавливаются соотношения между этими величинами.
Метод дифференциальный – на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой.
Метод нулевой – результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля.
Метод замещения – измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.
Метод совпадений – разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов.