Введение Основные определения, термины

Метрология и ее составляющие

Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Метрология содержит следующие составляющие:

1. Законодательная метрология – обеспечивает единообразие средств и единство измерений посредством установленных государством правил.

2. Фундаментальная метрология – разрабатывает фундаментальные основы данной науки.

3. Прикладная (практическая) метрология – освещает вопросы практического применения разработок фундаментальной метрологии и положения законодательной метрологии.

Для обеспечения единства измерений необходимо выполнить следующие условия:

1. Применять только узаконенные правилами единицы измерения;

2. Устанавливать допустимые погрешности измерения и пределы, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.

Основные документами метрологии являются:

1. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений»;

2. Стандарты государственной системы обеспечения единства измерений.

Понятия: измерения, физическая величина, средства измерения (СИ)

Измерения – это нахождение опытным путем значения физической величины с использованием технических средств измерений (весы, линейка, вольтметр и т. д.).

Физическая величина – когда общее свойство присуще многим физическим объектам в качественном отношении, но индивидуально – в количественном.

Средства измерения – это технические средства, предназначенные для проведения измерений и имеющие нормированные метрологические характеристики.

Единица физических величин

Единицей физической величины называют конкретную физическую величину, которой по определению присвоено числовое значение равное единице (1 кг, 1 Гц, 1 В, 1 Вт и т. д.).

Единицы физических величин классифицируются:

1. Основные – устанавливаются произвольно (кг, м, сек, амперы, кельвин, кандела (Кд), моли);

2. Производные – устанавливаются от произвольных с помощью уравнений связи (Вт, вольт, кГц, Ом);

3. Относительные – когда берется отношение двух величин одинаковой размерности (КПД);

4. Логарифмические – когда к относительным единицам добавляется слово lg. Если логарифм десятичный, то единица измерения – децибел (дБ), если натуральный – непер (Нп)

1 Нп = 8,7 дБ

1 Дб = 0,115 Нп

На практике часто приходится пользоваться приставками к единицам измерения:

Дольные приставки Кратные приставки

10-1 деце		101 дека
10-2 санти		102 гекта
10-3 милли		103 кило
10-6 микро		106 мега
10-9 нано		109 гига
10-12 пико	1012 терра

В технике связи единицы измерения дБ используется по мощности, по напряжению и по току. Представим 1 дБ:

а) по мощности

, где P – мощность сигнала в измеряемой точке схемы, P₀ – эталонная мощность =1 мВт

б) по напряжению

U – напряжение сигнала в измеряемой точке схемы, – эталонное напряжение = 0,775 В

в) по току 14.01.2009

L дБт = , где I – ток сигнала в измеряемой схеме, I₀ – эталон = 1,29 мА

0,05 дБт = дБт дБт

Для оценки значений в технике связи параметров четырех полюсников (затухание, усиление) пользуются понятиями уровни передачи сигналов, которые могут быть:

1. Абсолютные уровни: по мощности, по напряжению и по току – когда мощность напряжения и ток в измеряемой точке схемы сравниваются с эталонными значениями P₀, U₀, I₀, тогда

Уровни могут быть равны нулю с плюсом и с минусом.

2. Относительные уровни – когда мощность напряжения и ток сигнала в измеряемой точке сравниваются с мощностью, напряжением и током сигнала в точке принятой за начало отсчета.

L дБм₀ = ,

L дБн₀ = ,

L дБт₀ = (н - начало схемы)

3. Измерительные уровни – это есть абсолютные, если в начало схемы включен «нормальный» генератор.

«Нормальный» генератор у которого Е=1,55В, f=800 Гц, R_i=600 Ом

E=1,55 В, Ri=600 Ом, f=800 Гц

G

~

R_i=600 Ом, R_н=600 Ом, U₀=0,77 В, I₀=129 мА, P₀=1 мВт

На практике часто приходится знать связь между уровнями по мощности и по напряжению, по мощности и по току, по напряжению и по току. Выведем эти зависимости:

На сопротивление R=600 Ом все уровни между собой равны

При проведении измерений на практике пользуются следующими номинальными сопротивлениями и частотами.

1. Каналы ТЧ = 600 Ом;

2. Симметричные кабельные цепи = 135 Ом, 150 Ом, 170 Ом;

3. Коаксиальные цепи = 75 Ом;

4. Диапазон низких частот = 800 Гц;

5. Диапазон высоких частот = 1 мГц.

Методы измерения

Все методы измерения подразделяются на следующие виды:

1. Прямые измерения – когда искомые значения измеряемой величины находят непосредственно по показаниям средства измерения (амперметр – силу тока).

2. Косвенные измерения – когда искомые значения измеряемой величины находят по формулам функционально связанных с этим параметром, а значения в формулах находят прямым методом.

3. Совокупные;

4. Совместные.

В свою очередь прямые измерения подразделяются на:

1. Метод непосредственной оценки – когда искомые значения измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству средства измерения, которое проградуировано в соответствующих единицах;

2. Метод сравнения с мерой – когда измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой меры. В свою очередь метод сравнения подразделяется на нулевой, дифференциальный, замещения и совпадения.

Основные виды СИ и их классификация

СИ – это технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики, т. е. характеристики, влияющие на результаты измерения и на их точность.

СИ подразделяются:

1. Мера – предназначена для воспроизведения одного или нескольких фиксированных значений физической величины.

2. Измерительные приборы – предназначены для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия измерителем.

3. Измерительная установка;

4. Измерительная система;

5. Измерительные преобразования.

Система обозначения измерительных приборов

Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов

21.01.2010