- •119 П.Г.Леонов - Технические измерения и приборы
- •ТеХнические измерения и приборы
- •Часть I. Принципы, методы и средства измерений
- •Часть I –принципы, методы и средства измерений
- •Технические измерения и приборы.
- •Введение
- •Часть 1. Принципы, методы и средства измерений.
- •Понятие измерения физической величины.
- •1.2. Основные понятия метрологии.
- •1.2.3. Системы единиц измерений
- •1.2.4. Метрологическая служба.
- •1.3 Методы измерений и их классификация.
- •1.4. Погрешности измерений.
- •1.4.1. Основные определения.
- •1.4.2. Виды и источники погрешностей
- •1.5. Технические Средства измерений
- •1.5.1. Понятие меры.
- •1.5.2. Обобщенная структура средств измерений
- •1.5.3. Классификация измерительных средств
- •1.5.4. Характеристики измерительных средств.
- •1.6. Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (гсп)
- •1.7. Современные средства измерений
- •1.7.1. Микропроцессоры в средствах измерений.
- •Типовые электронные схемы измерительных приборов
- •1.7.3. Аналого-цифровые преобразователи
- •1.7.4. Виды микропроцессорных средств измерения
- •1.7.5. Встроенные измерительные системы (виртуальные приборы)
- •1.7.6. Программное обеспечение встроенных систем.
- •1.7.7. Стандарты информационного обмена в измерительных системах.
- •1.7.8.Тендиции развития средств измерения.
- •1.8. Помехи и шумы в измерительных системах.
- •1.8.1. Понятие шума и помехи.
- •1.8.2. Фундаментальные источники шумов.
- •1.8.3. Помехи.
- •1.8.4. Способы уменьшение влияния шумов и помех
- •1.9. Прннципы выбора технических средств.
- •Приложение 1. Обработка результатов измерений и определение погрешности измерений.
- •П.1. Систематическая погрешность.
- •П.2. Случайная погрешность.
- •П.3. Прямое однократное измерение
- •П.4. Прямое многократное измерение
- •П.5. Косвенные измерения.
1.2. Основные понятия метрологии.
1.2.1. Единство измерений.
При неизменных внешних условиях измерения данной физической величины в конкретном физическом или технологическом процессе должны показывать полностью одинаковые результаты, независимо от того, кто, где и когда эти измерения производит. Только тогда будет возможность применения результатов измерений для правильного и эффективного решения любой технической или технологической задачи.
Независимость результатов измерений от места и времени их проведения выражается понятием «единства измерений».
Единство измерений это состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности результатов не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.
Единство измерений считается обеспеченным, если выполнены следующие условия:
результаты измерений выражаются в общепринятых и узаконенных единицах, в частности, установленных законодательством РФ;
значения показателей точности результатов измерений известны с необходимой заданной достоверностью
Если единство измерений обеспечено, то, в принципе, должно быть известно все, что необходимо знать для принятия обоснованного решения о возможности использования результатов измерений. Такие результаты можно сопоставлять, они могут использоваться в различных сочетаниях, независимо от места и времени использования.
Единство измерений обеспечивается комплексом научных, организационных и технических средств, составляющих метрологическое обеспечение измерений. Прежде всего, определением системы единиц измерений физических величин и строгим регламентированием процедуры проведения измерений.
1.2.2. Единицы физических величин
Единицей физической величины называется физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице.
Одной физической величине могут быть присвоены разные единицы, которые будут отличаться друг от друга своим численным значением (размером). Например, единице физической величины «масса» может быть присвоено значение 1 г, или 1 кг, или 1 т, которые отличаются друг от друга своим размером (1 г=0,001 к г = 0,000001 т).
Значение физической величины, принятое за единицу измерения, называется размером этой величины
Число N, выражающее отношение измеряемой величины Х к единице измерения х , называется числовым значением измеряемой величины.
N = Х / х (1.1)
Значение N может быть целым или дробным, но является отвлеченным числом.
Соотношение (1.1) можно записать в ином виде:
(1.1а)
Правая часть выражения (1.1а) называется результатом измерения. Результат измерения всегда является размерной величиной, которая состоит из имеющей собственное наименование единицы измерения х, и числа N, которое показывает сколько раз эта единица содержится в величине.
Таблица 1.1.
Умножающие и уменьшающие приставки к единицам измерений.
Приставка |
Отношение к основной единице |
Русское обозначение |
Международное обозначение |
Приставка |
Отношение к основной единице |
Русское обозначение |
Международное обозначение |
Уменьшающие коэффициенты |
Умножающие коэффициенты |
||||||
деци |
10-1 |
д |
d |
дека |
101 |
да |
da |
санти |
10-2 |
с |
c |
гекто |
102 |
г |
h |
милли |
10-3 |
м |
m |
кило |
103 |
к |
k |
микро |
10-6 |
мк |
|
мега |
106 |
М |
M |
нано |
10-9 |
н |
n |
гига |
109 |
Г |
G |
пико |
10-12 |
п |
p |
тера |
1012 |
Т |
T |
фемто |
10-15 |
ф |
f |
|
|
|
|
Некоторые единицы физических величин можно выбрать произвольно, независимо от других единиц. Это основные единицы. Например, единица длины - метр, единица массы килограмм, единица температуры - градус и т.д.
Для большинства величин единицы получают по формулам, выражающим зависимость между физическими величинами. В этом случае единицы величин будут выражаться через единицы других величин. Например, единица скорости - метр в секунду (м/с), единица плотности - килограмм на метр в квадрате (кг/м2). Единицы, образованные с помощью формул, называют производными единицами.
Единицы измерений можно получить также умножением или делением независимой или производной единицы на целое число, обычно на 10. Такие единицы называют кратными (например, километр - 103 м, киловатт - 103 Вт) или дельными (например, миллиметр - 10'3 м, миллисекунда - 10'3 с)