- •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.
1.2.4. Метрологическая служба.
"Метрологическая служба" есть совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.
Для обеспечения единства измерений необходимо не только определить систему единиц измерения физических величин, но и создать систему технических и организационных мер, которая должна обеспечить воспроизведение и хранение единиц физических величин, передачу их размеров всем применяемым средствам измерений, проградуированных в этих единицах. Весь комплекс работ по обеспечению единства измерений есть предмет деятельности и ответственности метрологических служб.
В настоящее время метрологическая служба России состоит из Государственной метрологической службы, а также из метрологических служб органов Государственного управления и юридических лиц. Единство измерений этих служб заключается в руководстве Госстандартом России всей метрологической деятельностью, в единой основной задаче - обеспечении единства измерений и единых нормативных документах по вопросам метрологического обеспечения , имеющих обязательную силу на территории РФ.
Государственная метрологическая служба включает государственные научные метрологические центры (ГНМЦ), органы Государственной метрологической службы на территориях республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга. Основными объектами компетенции и стандартизации (регламентации), определяемых Государственной метрологической службой на основе Закона РФ "Об обеспечении единства измерений" являются:
общие правила и нормы по метрологии;
государственные поверочные схемы;
нормы точности измерений;
методики выполнения измерений;
методики поверки средств измерений.
Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц создаются для выполнения работ по повышению уровня метрологического обеспечения, в т.ч. единства измерений. Независимо от форм собственности они организуют свою деятельность на основе положений Закона РФ "Об обеспечении единства измерений", других законодательных и нормативных документов, регламентирующие вопросы метрологии.
К основным задачам метрологических служб относится:
калибровка средств измерений;
надзор за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единства измерений;
выдача обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм
проверка своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку
анализ состояния измерений, испытания и контроля на предприятии
защита интересов граждан, правопорядка и экономики страны от последствий недостоверных результатов измерений
Метрологические службы предприятий должны уделять особое внимание состоянию измерений, соблюдению метрологических правил и норм в сферах деятельности предприятия, предусмотренных Законом (ст. 13):
при испытаниях и контроле качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов,
при выполнении предприятием работ по обязательной сертификации продукции и услуг и др
Специалисты метрологических служб предприятия должны принимать активное участие в аттестации испытательных подразделений, в подготовке к сертификации систем качества. Метрологические службы могут быть аккредитованы на техническую компетентность в осуществлении конкретной деятельности в области обеспечения единства и требуемой точности измерений.
1.2.5. Эталоны единиц физических величин.
По метрологическому назначению все средства измерений подразделяют на два вида: эталоны, которые предназначены для воспроизведения, хранения и передачи размеров единиц рабочим средствам измерений, и рабочие средства измерений, которые предназначены для получения результатов измерений при решении различных производственных задач, но не могут использоваться для передачи размера единиц
Эталоном называется средство измерений, выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в установленном порядке, которое предназначено для воспроизведения и хранения единицы физической величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины.
Эталон, утвержденный в качестве исходного для страны, называют государственным эталоном. Для передачи размеров единиц от государственного эталона рабочим средствам измерений создана система эталонов, которые по точности подразделяются на разряды. Передача размеров единиц осуществляется путем поверки или калибровки средств измерений. Государственные эталоны многих физических величин могут представлять собой очень сложные системы, которые находятся в специальных помещениях (рис. 1.2)
Рис. 1.2 Государственные эталоны силы (а) и частоты (б)
Для различных метрологических работ создают вторичные эталоны, значения которых устанавливают по государственному эталону. По назначению их подразделяют на эталоны-свидетели, эталоны-копии, эталоны-сравнения и рабочие эталоны.
Эталон-свидетель предназначен для проверки сохранности государственного эталона и его замены в случае порчи или утраты.
Эталон-копия предназначен для передачи размеров единиц рабочим эталонам.
Эталон-сравненеия применяют для сличения эталонов.
Рабочий эталон используется для передачи размера единиц эталонам высшей точности и в отдельных случаях наиболее точным рабочим средствам измерений
Поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы или другими уполномоченными на то органами (организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям. Поверка средства измерений заключается в определении погрешностей средства измерений и в установлении его пригодности к применению. Проведение поверки позволяет установить, находятся ли метрологические характеристики средств измерений в заданных пределах
Процедура поверки средств измерений регламентируется различными документами (государственными стандартами, инструкциями, методическими указаниями и др.), соблюдение требований которых обязательно
Калибровка средств измерений - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений характеристик и (или) пригодности к применению средств измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору
Поверочная схема - утвержденный в установленном порядке документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размеров единиц от государственного эталона рабочим средствам измерений. Соподчинение Государственного эталона, вторичных, а также системы разрядных эталонов и рабочих средств измерений устанавливается государственной поверченной схемой.
Поверочные схемы разделяют на государственные и локальные, Государственные поверочные схемы регламентируются государственными стандартами и распространяются на все средства измерений данного вида.
Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических служб Государственных органов управления и юридических лиц. Все локальные схемы должны соответствовать требованиям соподчиненности, которая определена государственной поверочной схемой
Поверочные схемы состоят из чертежа и текстовой части. На чертеже указывают: наименование средств измерений, диапазоны значений физических величин, обозначения и значения погрешностей, наименования методов поверки. Текстовая часть состоит из вводной части и пояснений к элементам поверочной схемы.
Контрольные вопросы.
Какие основные составляющие определяют саму возможность проведения технических измерений.
Дайте определение понятию «физическая величина»
В чем суть понятий «принцип», «метод» и «средство измерений»
В чем состоит суть измерений.
Объясните, почему процесс измерений влияет на размер измеряемой физической величины.
Поясните, в чем различие между «действительным» и «истинным», «истинным» и «измеренным» значением физической величины.
В чем суть понятия «единство измерений», разъясните практическое содержание этого понятия.
В чем состоит принцип построения системы физических единиц. Назовите основные единицы измерений в системе СИ.
Назовите основные задачи и компоненты метрологической службы.
Дайте определение эталона, какие виды эталонов Вам известны.