Метрология

Измерительная установка с включенными в  неё образцовыми средствами измерений  называется поверочной установкой.

Измерительную установку, входящую в состав эталона, называют эталонной.

Установка, предназначенная  для испытаний каких-либо изделий, называют испытательным стендом.

Измерительная система - совокупность функционально-объединенных мер измерительных приборов - преобразователей и других технических средств, размещенных в разных точках исследуемого прибора. 
 

Метод и методика измерений

Метод измерения - это способ решения измерительной задачи, характеризующийся его теоретическим обоснованием и разработкой основных приёмов применения средств измерения.

Методы измерения  весьма разнообразны и подразделяются на:

1. Методы непосредственной оценки. Значение величины получают непосредственно по отсчетному устройству.
2. Метод сравнения с мерой. Измеряемая величина сравнивается с величиной воспроизводимой меры.
3. Метод замещения. Измеряемая величина замещается мерой с известным значением.

Результат измерения и его  характеристики

Результат измерения физической величины - это значение физической величины, получаемое путем измерения.

Неисправленный  результат измерения - значение физической величины, полученное при помощи средств измерений до введения поправок.

Исправленный  результат - значение физической величины, полученное при помощи средства измерения и уточненное путем введения в него необходимых поправок.

Сходимость  результатов измерений - характеристика качества измерения, отражающая близость друг другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами ( одним и тем же методом в одинаковых условиях)

Воспроизводимость результатов измерения -  характеристика качества измерения, отражающая близость друг другу результатов измерений одной и той же величины, полученное в разных местах и разными средствами, разными операторами, в разное время, но приведенное к одним и тем же условиям.

Точность  результата измерения - это характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности его результата. Чем меньше погрешность, тем выше точность измерения.

Правильность  результата измерения - это характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю систематических погрешностей в их результатах.

Измерительная информация - информация о значениях одной или нескольких физических величин. Она может быть представлена в различной форме в виде числа, слова или кода.

Погрешность результата измерения

    Погрешность результата измерения – это отклонение результата измерений от    истинного значения измеряемой величины.

Погрешность измерения  находят по формуле: 

 – значение  величины, полученное на основании  измерений.

- значение величины  принятое за действительное.

Систематическая погрешность измерений – это составляющая погрешности результата измерений, остающаяся постоянной для данного ряда измерений или же закономерного измеряются при повторных измерений одной и той же физической величины.

Постоянные  систематические  погрешности – это погрешности длительное время сохраняющие свои значения. (Например:  в течение всей серии измерений)

Прогрессивные систематические  погрешности – это непрерывно возрастающие или убывающие погрешности. (Например: погрешности от износа измеряемых наконечников)

Периодическая система погрешности – это погрешность значение функции является время.

Случайная погрешность измерения – это составляющая погрешности результата изменения, изменяющая случайным образом по закону или значению в серии одного и того же размера физической величины.

Размах  результатов измерений – это алгебраическая разность наибольшего и наименьшего результатов отдельных измерений. 

 – размах.

 – наибольшее и наименьшее значение величины в данном ряду измерений.

Средняя арифметическая погрешность  отдельного измерения

Среднеарифметическая погрешность  отдельного измерения в серии - это обобщенная характеристика просеивания рассеяния вследствие случайной величины отдельных результатов измерения одной и той же величины, входящего в серию из n равноточных независимых измерений. Определяется по формуле:

r=

x_i- результат i-того измерения, входящего в серию;

- среднее арифметическое  из n значений величины.

Преимущество  среднего арифметического  погрешности - это простота её вычисления. Чаще измеряют среднюю квадратическую погрешность.

Средняя квадратическая погрешность  отдельного измерения  в серии - это обобщенная характеристика рассеяния вследствие случайных величин отдельных результатов измерения, входящего в серию из n равно точных независимых измерений и вычисляется по формуле:

S=

Предельная  погрешность измерения - это максимальная погрешность измерения (±), вероятность которого не превышает значение р.

Абсолютная  погрешность измерения (Δх) - погрешность измерения, выражаемая в единицах измерительной величины.

Относительная погрешность измерения, выраженную в долях значения измеряемой величины или в %. Относительную погрешность  σ находят из отношения:

σ=                      σ= ∙100%

Погрешность воспроизведенной единицы – это погрешность результата измерении, выполненное при восполненной единицы физической величины.

Погрешность передачи размера  единиц – это погрешность результата измерения, выполненное при передачи единичного размера.

Статическая погрешность  – это погрешность результата измерения обусловленная условиями статического измерения.

Динамическая  погрешность  – погрешность результата измерения обусловленная условиями динамического измерения. 

Погрешность средств измерений

От нагрузки присущими средствами измерения  зависит погрешность результата измерительной или иной физической величины, т.е. погрешность средств  измерений. Она является важным компонентом, влияющим на качество измерения.

Теоретически  погрешность средств измерений  есть разница между законченной  величиной, полученной при помощи более  точного средства измерения.

Для рабочего средства измерения более точным является образец средства измерения, для  образцового – эталон.

В общем виде разность показаний проверяемого и образцового средства измерения считают погрешность проверяемого средства измерения.

 – погрешность проверяемого средства измерения.

  – значение величины, полученной с помощью образцового средства измерения или эталона.

- значение величины, найденной при помощи проверяемого  средства измерения. 

Погрешности средства измерения классифицируются по следующим  признакам:

1. По характеру  проявления – систематическая и случайная.

2. По отношению  и условию применения основного  и дополнительного.

3. По отношению  к измеряемой величине – дополнительной  и статической.

4. По способу  выражения – абсолютная, относительная,  приведенные.

5. По способу  суммирования аддитивные и мультипликативные.

Предел  допускаемой погрешности  средств измерений – это наибольшее значение погрешности средств измерений устанавливаемый нормативным техническим документом для данного типа, средств измерений при котором,  оно еще признается годным в применении.

Нормируемые метрологией характеристики средств измерений -  это наиболее рациональная совокупность составляющих погрешности конкретного типа средств измерений, устанавливаемая нормативно-техническими документами на средство измерений.

Класс точности средств  измерений – это обобщающая характеристика точности средства измерений выражаемая пределами его основной и допускаемой погрешности.

Систематическая погрешность средств  измерений – составляющая погрешности средств измерений, принимая постоянной или закономерно изменяющейся.

Случайная погрешность средства измерений – это составляющая погрешности средства измерений изменяющая случайным образом.

Основная  погрешность средства измерений – это погрешность средства измерения, определяющая в нормальных условиях его применения.

Статическая погрешность средства измерений - это погрешность средства измерения, принимаемая при измерении физической величины в статическом режиме.

Динамическая  погрешность - это погрешность средства измерения, возникающая при измерении переменной физической величины.

Аддитивная  погрешность средства измерений – это составляющая систематической погрешности средства измерений изменяющаяся пропорционально измеряемой величины.

Стабильность  средства измерений – это начальная характеристика средства измерений, отражающая неизменностью во времени его метрологических свойств.

Точность  средства измерений – это качественная характеристика средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.

Абсолютная  погрешность средства измерений - это погрешность средства измерения, выраженная в единицах измеряемой величины.

Относительная погрешность средства измерений – это погрешность средства измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности и действительному значению физической величины в пределах диапазона измерений.

Нормальное  условие измерений – это условие измерений характерные совокупности нормальных значений влияющих величин.

Нормальное  значение величины – это значение влияющей величины, установленное в качестве номинального.

Основные  достоинства системы  СИ

1. Универсальность – охват всех областей науки и техники.
2. Унификация единиц для всех областей и видов измерений (механических, тепловых, световых и др.)
3. Когерентность – все производные единиц СИ получаются из уравнений связи между величинами, которых коэффициенты равны 1.
4. Возможность воспроизведения единиц с высокой точностью в соответствии с их определениями.
5. Упрощенные записи уравнений и формул в физике и химии и др. науках, а также в технических расчетах в связи с отсутствием перечисленных коэффициентов.
6. Уменьшение числа допускаемых единиц.
7. Облегчение процесса обучения.

 
 
 

Оценка  показательных свойств  материалов методом материалистической статистики

  Первой статистической характеристикой является среднее арифметическое, которое определяется по формуле:

Xi – значение полученной величины путем измерения

Х – среднеарифметическое значение, дает представление о среднем  значении всех измерений, вокруг которой  группируютсяостальные значения

n – количество измерений

Второй статистической характеристикой является дисперсия, которая характеризует степень  разброса отдельных результатов  измерений Xi относительно среднего значения: