Условия измерений

В ходе измерений, наряду с измеряемой физической величиной участвуют другие ФВ, действие которых могут исказить результат измерения. Эти сопутствующие величины называют влияющими и к ним, в первую очередь, относят: температуру окружающей среды, атмосферноедавление, влажность, амплитуду и частоту колебаний при вибрации, напряжение и частоту переменного тока, магнитную индукцию и т.д. В процессе измерений, изменение значений влияющих величин крайне нежелательно, поскольку это приводит к снижению точности измерения.

Для повышения точности измерений, значения влияющих величин нормируют. При этом для каждого вида измерений устанавливают совокупность влияющих величин и их значения.

В качестве нормальных значений некоторых влияющих величин принимают:

- температуру окружающего воздуха (20±2) °С;

- барометрическое давление (101,325+3,З) кПа;

- напряжение питания (22010) В,

- частота переменного тока (505) Гц и т.д.

На нормальные значения влияющих величин обычно рассчитывают основную (предельную) погрешность средств измерений, к ним приводят результаты измерений, выполненных в разных условиях.

Пределы нормальных значений влияющих величин определены ГОСТ 8.395-80 «Нормальные условия при поверке».

Нормальные условия применения средств измерений не являются рабочими условиями. Для каждого вида средств измерений в стандартах или технических условиях устанавливают расширенную (рабочую) область значений влияющих величин, в пределах которой нормируют значение дополнительной погрешности.

В качестве рабочей области значений влияющих величин принимают, например:

- температуру окружающей среды от 5 до 50°С (-50 до +50°С);

- относительная влажность от 30 до 80% (или от 30 до 98%);

- напряжение питания от 187 до 242В и т.д.

В рабочих условиях могут иметь место внешние явления, воздействие
которых не оказывает непосредственного влияния на показания прибора (выходной сигнал преобразователя), но могут быть причиной порчи и нарушения работоспособности блоков средств измерений (агрессивные газы, пыль, вода и т.д.). От воздействия этих факторов средства измерений защищают с помощью защитных корпусов, чехлов и т.п. Кроме этого на средства измерений могут воздействовать внешние механические силы (вибрация, тряска, удары) приводящие к искажению их показаний и невозможности осуществления отчёта. Средства измерений, работающие в условиях механического воздействия, защищают специальными устройствами от разрушающего действия или увеличивают их прочность.

В зависимости от степени защищенности от внешних воздействий и устойчивости к ним приборы и преобразователи подразделяются на обыкновенные, виброустойчивые, пылезащищенные, брызгозащитные, герметические, газо-защищенные, взрывозащищенные и т.п. Это дает возможность выбирать СИ применительно к рабочим условиям.

24. Нормальные условия измерений (англ. reference conditions) – условия измерения, характеризуемые совокупностью значений или областей значений влияющих величин, при которых изменением результата измерений пренебрегают вследствие малости.
Примечание. Нормальные условия измерений устанавливаются в нормативных документах на средства измерений конкретного типа или по их поверке (калибровке).

Нормальное значение влияющей величины (англ. reference value) – значение влияющей величины, установленное в качестве номинального.
Примечание. При измерении многих величин нормируется нормальное значение температуры 20 °C или 293 K, а в других случаях нормируется 296 K (23 °C). На нормальное значение, к которому приводятся результаты многих измерений, выполненные в разных условиях, обычно рассчитана основная погрешность средств измерений.

Пример. Нормальная область значений температуры при поверке нормальных элементов класса точности 0,005 в термостате не должна изменяться более чем на +/- 0,05 °C от установленной температуры 20 °C, т.е. быть в диапазоне от 19,95 до 20,05 °C.

Рабочие условия измерений – условия измерений, при которых значения влияющих величин находятся в пределах рабочих областей.
Примеры:

· Для измерительного конденсатора нормируют дополнительную погрешность на отклонение температуры окружающего воздуха от нормальной.

· Для амперметра нормируют изменение показаний, вызванное отклонением частоты переменного тока от 50 Гц (50 Гц в данном случае принимают за нормальное значение частоты).

Предельные условия измерений (англ. limiting conditions) – условия измерений, характеризуемые экстремальными значениями измеряемой и влияющих величин, которые средство измерений может выдержать без разрушений и ухудшения его метрологических характеристик.

25. Принцип измерений (англ. principle of measurement) – физическое явление или эффект, положенное в основу измерений.
Примеры:

· Применение эффекта Джозефсона для измерения электрического напряжения.

· Применение эффекта Пельтье для измерения поглощенной энергии ионизирующих излучений.

· Применение эффекта Доплера для измерения скорости.

· Использование силы тяжести при измерении массы взвешиванием.

26. Метод измерений (англ. method of measurement) – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

27 Методика выполнения измерений (англ. measurement procedure) – установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом.
Примечание. Обычно методика измерений регламентируется каким-либо нормативно-техническим документом.

28. Результат измерения представляет собой конечный продукт некоего производственного процесса, имеющего, как и любая другая продукция, свои показатели качества. Среди них важней­шим с учетом того, что речь идет об измерительном процессе, показателем качества является точность полученного результата. Под точностью результата измерений понимают одну из его характеристик, отражающую близость к нулю погрешности.

29 .Субъ ект измерения— человек принципиально не в состоянии представить себе объект целиком, во всем многообразии его свойств и связей. Вследствие этого взаимодействие субъекта с объектом возможно только на основе математической модели объекта. Модель объекта измерения строится до выполнения измерения в соответствии с решаемой задачей на основе априорной информации об объекте и условиях измерения.

30. Нефизические величины, для которых единица измерения в принципе не может быть введена, могут быть только оценены.

Нефизические величины тоже имеют количественный показатель, но характеризуют нефизические явления и процессы. Примеры нефизичеких величин: плотность населения (хотя по смыслу и близка к физической плотности, концентрации) , число сотрудников в организации, ежемесячный доход, количество денег в кошельке, цена товара, ставка налога - т. е. различные социальные и экономические показатели. К нефизическим величинам относятся показатели надёжности и отказоустойчивости приборов, т. к. они не

характеризуют конкретное свойство в конкретном физическом процессе.

31. нет

32. вещественные, т.е. величины, описывающие физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них. К этой группе относятся масса, плотность, электрическое сопротивление, емкость, индуктивность и др. Иногда эти ФВ называют пассивными. Для их измерения необходимо использовать вспомогательный источник энергии, с помощью которого формируется сигнал измерительной информации. При этом пассивные ФВ преобразуются в активные, которые и измеряются

33. энергетические, т.е. величины, описывающие энергетические характеристики процессов преобразования, передачи и использования энергии. К ним относятся ток, напряжение, мощность, энергия. Эти величины называют активными.

Они могут быть преобразованы в сигналы измерительной информации без использования вспомогательных источников энергии;

34. Размер ФВ – количественная определенность ФВ, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу. Чтобы оценить значение размера ФВ, необходимо его выразить понятным и удобным образом. Поэтому размер данной ФВ сравнивают с некоторым размером однородной с ней ФВ, принятым за единицу, т.е. водят единицу измерения данной ФВ.

35. Значение физической величины (англ. value (of a quantity)) – выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.

36 . Между размером и значением существует принципиальная разница. Размер ФВ существует независимо от того, знаем ли мы его или нет. А выразить размер величины мы можем при помощи ее числового значения. Для числового значения характерно то, что оно изменяется при изменении единицы ФВ в то время как размер измеряемой ФВ остается неизменным.

Пример:ФВ — масса,
единица этой ФВ — 1кг.
значение — масса предмета = 5 кг.

37. Числовое значение физической величины (англ. numerical value (of a quantity)) – отвлеченное число, входящее в значение величины.

38. Истинное значение физической величины (англ. true value (of a quantity)) – значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Истинное значение физической величины может быть соотнесено с понятием абсолютной истины. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений.

39. Действительное значение физической величины (англ. conventional true value (of a quantity)) – значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

40. Основная физическая величина (англ. base quantity) – физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

41. Производная физическая величина (англ. derived quantity) – физическая величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы.

42. Технический пара́метр — физическая величина, характеризующая какое-нибудь свойство технического устройства, системы, явления или процесса. Число, характеризующее этот параметр (величину), является его значением.

Параметр — это обобщенное название определенного физического, геометрического или иного свойства устройства (процесса). Это могут быть, например, размер, скорость, напряжение и т. д. Изучением видов параметров, измерений, методов и средств обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности занимается метрология.

43. Размерность физической величины (англ. dimension of a quantity) – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1.

44. Для того чтобы можно было установить различие в количественном содержании в каждом данном объекте свойства, отображаемого данной ФВ вводится понятие размера ФВ. Т.е. размер ФВ это по сути количественное ее содержание.
Значение физ. величины – количественная оценка конкр. ФВ, выраженная в виде некоторого числа единиц данной Ф.В. Между размером и значением существует принципиальная разница. Размер ФВ существует независимо от того, знаем ли мы его или нет. А выразить размер величины мы можем при помощи ее числового значения. Для числового значения характерно то, что оно изменяется при изменении единицы ФВ в то время как размер измеряемой ФВ остается неизменным.

45. ВЛИЯЮЩАЯ ФВ -ФВ, измерение которой не предусмотрено данным средством измерений, но оказывающая влияние на результаты измерений.

Влияющая величина - это физическая величина, не измеряемая данным СИ, но оказывающая влияние на его результаты

46 Нормальные условия измерений - условия изменения, характеризуемые совокупностью значений или областей значений влияющих величин, принимаемых за номинальные.

Нормальные условия измерений устанавливаются в нормативно-технических документах на средства измерений конкретного вида или при их поверке.

47. Рабочие условия измерений – условия измерений, при которых значения влияющих величин находятся в пределах рабочих областей.
Примеры:

· Для измерительного конденсатора нормируют дополнительную погрешность на отклонение температуры окружающего воздуха от нормальной.

· Для амперметра нормируют изменение показаний, вызванное отклонением частоты переменного тока от 50 Гц (50 Гц в данном случае принимают за нормальное значение частоты).

48. Предельные условия измерений (англ. limiting conditions) – условия измерений, характеризуемые экстремальными значениями измеряемой и влияющих величин, которые средство измерений может выдержать без разрушений и ухудшения его метрологических характеристик.

49. Нормальная область значений влияющей величины (англ. reference range of (for) influence quantity) – область значений влияющей величины, в пределах которой изменением результата измерений под ее воздействием можно пренебречь в соответствии с установленными нормами точности.
Пример. Нормальная область значений температуры при поверке нормальных элементов класса точности 0,005 в термостате не должна изменяться более чем на +/- 0,05 °C от установленной температуры 20 °C, т.е. быть в диапазоне от 19,95 до 20,05 °C.

50. Влияющая ФВ – ФВ, оказывающая влияние на размер измеряемой величины и (или) результат измерений.

Пример : При измерении электрического напряжения с помощью вольтметра

влияющими физическими величинами являются температура окружающей среды,

влажность и атмосферное давление.

51.

52. Основная задача Международного Бюро мер и весов заключается в обеспечении существования единой системы измерений во всех странах-участницах Конвенции.

В Международном бюро мер и весов хранятся эталоны Международной системы единиц — метра, килограмма, единицы ионизирующих изучений, электрического сопротивления. Кроме того, учеными-метрологами ведутся различные метрологические исследования, выверяется точность измерений. В настоящее время сохраняется первоначальная цель Метрической Конвенции — единство системы измерений во всех странах, подписавших Конвенцию.

53. На основе Метрической Конвенции было создано Международное бюро мер и весов, МБМВ(фр. Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) — постоянно действующая международная организация со штаб-квартирой, расположенной в городе Севр (предместье Парижа, Франция), первая международная научно-исследовательская лаборатория — и установлены рамки для мирового сотрудничества и взаимодействия измерительных наук, и, как следствие, применение достижений этих наук в промышленности, коммерческой деятельности и общественной жизни.

Международный комитет мер и весов (фр. Comité International des Poids et Mesures, CIPM) — международная организация, учреждённая в соответствии с Метрической конвенцией.

54. Метрическая система мер стала базой для унификации единиц во всем мире.

55. Мегаба́йт (МБ, Мбайт) — единица измерения количества информации, равная 1024 килобайтам или 1 048 576 байтам.

56. Физическая величина (ФВ) — свойство физического объекта, общее для многих объектов в качественном отношении (это вид величины — R), но индивидуальное в количественном отношении (это размер величины — 10 Ом).

Для того, чтобы можно было установить для каждого объекта различия в количественном содержании свойства, отображаемого физической величиной, в метрологии введены понятия ее размера и значения.
Размер ФВ — это количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию ФВ — все тела различаются по массе, т.е. по размеру этой ФВ.
Значение ФВ — это оценка ее размера в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Его получают в результате измерения или вычисления ФВ.
Единица ФВ — это ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1.

Пример:ФВ — масса,
единица этой ФВ — 1кг.
значение — масса предмета = 5 кг.

57. Метрическая система СИ включает семь фундаментальных эталонов: метр (длина), килограмм (масса), секунда (время), ампер (электрический ток), кельвин (температура), свеча (светимость), моль (количество вещества). Кроме того, в современную систему СИ включены две дополнительные единицы — радиан (плоский угол) и стерадиан (пространственный угол), а также большое количество производных единиц. Система единиц постоянно эволюционирует. К производным единицам относятся такие специальные единицы, как герц, ньютон, паскаль, джоуль, ватт, кулон, вольт, фарада, ом, зименс, вебер, тесла, генри, люмен, люкс, беккерель, грэй, сиверт. Единицей объема или емкости в этой системе является кубический дециметр, но многие по-прежнему пользуются «литром». Очень большие или очень маленькие размеры выражаются с помощью приставок к словам, выражающих кратность по отношению к десяти. Например, дециметр представляет собой ¹/₁₀ метра; сантиметр — это ¹/₁₀₀ метра, а миллиметр равен ¹/₁₀₀₀ метра. Декаметр равен 10 метрам, гектометр — 100 метрам, километр — 1000 метрам. Использование таких приставок в системе единиц позволяет упорядочить единицы и избежать ввода новых названий и зависимостей.

58. основная физическая величина - это величина, для определения которой отсутствует определяющее уравнение. Это величина, не зависящая ни от каких других физических величин.

59. Международная система единиц (СИ) определяет набор из семи основных единиц, из которых формируются все другие единицы измерения. Эти другие единицы называются производными единицами СИ и также считаются частью стандарта.

Названия единиц СИ всегда пишутся в нижнем регистре. Однако условные обозначения единиц измерения, названных в честь исторических лиц, всегда записываются с заглавной буквы (например, обозначением герца является Гц).