Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тамбовский государственный технический университет
УТВЕРЖДАЮ
Зав. Кафедрой Э и А
В. Ф. Калинин
« » 20 г.
«Информационно – измерительная техника и электроника»
Тема №1 ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ
Лекция №1
Тема лекции:
Содержание и задачи метрологии
ТАМБОВ
2007
Цель лекции: изучить и знать назначение и задачи метрологии, ее роль в процессе эксплуатации средств РТО.
Содержание
(Программные вопросы лекции)
Введение.
Основные понятия в метрологии.
Задачи метрологического обеспечения.
Эталоны и системы физических величин
Стандартная схема измерений. Классификация измерений.
Заключение.
Учебно-материальное обеспечение
Литература для самостоятельной работы:
Гаврилов А.В. и др. Метрология и радиоизмерения. Тамбов, 2002, (с. 3...12).
Наглядные пособия:
Плакат «Международная система единиц».
Достигаемые уровни обученности
На лекции достигаются следующие уровни обученности: "иметь представление" о тенденциях развития информационно-измерительных систем военной техники и вооружения; "знать" основные понятия военной метрологии и ее задачи.
Введение
Предметом изучения дисциплины являются основы метрологии, методы и средства измерений, общие принципы стандартизации и сертификации промышленной продукции.
Теоретический материал изучается на лекциях. Лекции носят проблемный характер. Практическая подготовка осуществляется на практических и лабораторных занятиях. Контроль и оценка знаний, умений и навыков студентов осуществляется на практических и лабораторных занятиях, при защите отчетов по лабораторным занятиям. Итоговым контролем по дисциплине является зачет.
Основные понятия метрологии
Развитие науки и техники, производство и обслуживание сложных электротехнических систем неразрывно связаны с прогрессом в области измерений. Измерения - один из способов познания материального мира. В свою очередь, достижения науки и техники способствуют совершенствованию методов и средств измерений.
МЕТРОЛОГИЯ - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Метрологию подразделяют на теоретическую, прикладную и законодательную.
Теоретическая метрология занимается фундаментальными исследованиями, созданием систем измерений, физических постоянных, разработкой новых методов измерений.
Прикладная метрология занимается вопросами практического применения в различных сферах деятельности.
Законодательная метрология включает в себя совокупность взаимообусловленных правил и норм, направленных на обеспечение единства измерений, которые возводятся в ранг правовых положений, имеют обязательную силу и находятся под контролем государства.
Успешное решение задач, стоящих перед метрологией, возможно лишь при условии единства применяемой терминологии. Поскольку измерения проникли во все сферы человеческой деятельности, то при их выполнении необходимо однозначное взаимопонимание. При построении системы определений основных понятий метрологии исходят из того, что исследование любых явлений материального мира связано с изучением физической величины.
Физическая величина - свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.
Так, например, все тела обладают массой и температурой, но для каждого из них эти параметры различны. То же самое можно сказать и о других величинах - электрическом токе, напряжении, мощности и т.д. Поскольку все объекты различаются между собой по количественному содержанию отображаемого физического вещества, то вводится понятие «значение физической величины» как количественной оценки этой величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Следовательно, измерением какой-либо физической величины устанавливают ее числовое соотношение с некоторой другой однородной величиной, называемой единицей измерения физической величины.
Исходя из этого определения, обозначив через X измеряемую величину, через [X] - единицу ее измерения и через к - числовое значение измеряемой величины в принятых единицах измерения, получим:
(1.1)
Уравнение (1.1) часто называют основным уравнением измерения. Его правая часть представляет собой значение физической величины X или результат измерения. Как следует из определения измерения, оно осуществляется с помощью специальных технических средств.
Техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства, называется средством измерения (СИ).
Воспроизведение единицы физической величины в виде материальных тел или устройств неизбежно сопровождается погрешностями. Поэтому результаты измерений одного и того же значения некоторой физической величины, выполненные с помощью различных средств, будут всегда отличаться друг от друга. Отсюда вытекает понятие - точность измерений.
Точность измерений - близость результатов измерений к истинному значению измеряемой величины.
Истинное значение измеряемой величины - значение, свободное от погрешности.
Действительное значение физической величины - это значение найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному, что может быть использовано вместо него.
Произвольный выбор единицы физической величины может сделать результаты измерений несопоставимыми. Поэтому одна из важнейших задач метрологии - обеспечении единства измерений и единообразия СИ.
Единство измерений - такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Оно необходимо для того, чтобы сопоставить результаты измерений, выполненные в разное время, в разных местах и различными средствами измерений.
При измерениях используют понятие «информация».
Информация - это совокупность сведений, уменьшающих начальную неопределенность об объекте. Информацию о значениях измеряемых ФВ называют измерительной информацией. Переносчик, т.е. материальный носитель измерительной информации - сигнал, т.е. физический процесс, протекающий во времени, один или несколько параметров, которого функционально связаны с измеряемой величиной.
Наблюдение - единичная измерительная операция.