Что является объектом метрологии
Объекты и субъекты метрологии
Объектом метрологии являются физические величины. Под понятием «физическая величина» в метрологии, как и в физике, понимается свойство физических объектов (систем), общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта, т. е. свойство, которое может быть для одного объекта в то или иное число раз больше или меньше, чем для другого (например, длина, масса, плотность, температура, сила, скорость). Количественное содержание свойства, соответствующего понятию «физическая величина», в данном объекте – размер физической величины.
Совокупность величин, связанных между собой зависимостями, образует систему физических величин. Объективно существующие зависимости между физическими величинами представляют рядом независимых уравнений. Число уравнений m всегда меньше числа величин n. Поэтому m величин данной системы определяют через другие величины, а n – m величин – независимо от других. Последние величины принято называть основными физическими величинами, а остальные – производными физическими величинами.
Наличие ряда систем единиц физических величин, а также значительного числа внесистемных единиц, неудобства, связанные с пересчетом при переходе от одной системы единиц к другой, требовало унификации единиц измерений. Рост научно-технических и экономических связей между разными странами обусловливал необходимость такой унификации в международном масштабе.
Требовалась единая система единиц физических величин, практически удобная и охватывающая различные области измерений. При этом она должна была сохранить принцип когерентности (равенство единице коэффициента пропорциональности в уравнениях связи между физическими величинами).
В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).
Производные единицы Международной системы единиц образуются с помощью простейших уравнений между величинами, в которых числовые коэффициенты равны единице. Так, для линейной скорости в качестве определяющего уравнения можно воспользоваться выражением для скорости равномерного движения v = l/ t.
При длине пройденного пути (в метрах) и времени t, за которое пройден этот путь (в секундах), скорость выражается в метрах в секунду (м/с). Поэтому единица скорости СИ – метр в секунду – это скорость прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой она за время t с перемещается на расстояние 1 м.
Лекция по теме «Объекты и субъекты метрологии»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Объекты и субъекты метрологии
Объекты метрологии. Величины, их классификация и характеристика
Классификация физических величин и единиц их измерения
Субъекты метрологии, их классификация и краткая характеристика
1. Объекты метрологии: величины, их классификация и характеристики
Основными объектами метрологии являются величины и измерения.
Величины подразделяются на физические и нефизические.
Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них
Долгое время считалось, что объектами метрологии могут быть лишь физические величины. Однако в последнее время возникла необходимость измерения и нефизических величин, в основном через физические величины. Таким образом, сфера применения метрологии значительно расширилась.
Вместе с тем необходимо отметить, что отдельные авторы (М.Н. Селиванов, И.М. Лифиц) считают, что к нефизическим величинам целесообразно применять термин не «измерение», а «оценивание». В то же время в новом ФЗ ОЕИ применяется только термин «измерение».
Получение информации о размере физической и нефизической величины является целью и конечным результатом любого измерения.
Значения измеряемых величин, как отмечалось, индивидуальны и в определенной мере случайны, что обусловлено основным постулатом метрологии : «Любой отсчет является случайным».
Несмотря на это в метрологии принято различать следующие значения физических величин: истинное, действительное и результат наблюдения.
Значения физических величин выражаются в установленных, принятых единицах измерения.
Измерение конкретной физической величины производят путем ее сравнения с величиной, принятой за единицу этой величины. Результатом измерения будет определенное число, показывающее соотношение измеряемой величины с единицей физической величины.
2. Классификация физических величин и единиц их изменения
Классификация единиц измерения физических величин представлена на рис. 2.2.
Как отмечалось, наряду с системными единицами СИ допускается применение внесистемных единиц. Примером внесистемных единиц массы, являющимися производными от килограмма, могут служить тонна, центнер, пуд, карат, золотник и др.
Для удобства применения единиц физических величин приняты приставки для образования кратных и дольных единиц, например, деци, санти и т.д.
Объекты метрологии
Метрология – это наука об измерениях. Она изучает приемы и средства обеспечения их единства, а также разрабатывает методики, направленные на получение максимально точных результатов. Цель метрологии заключается в получении достоверных данных о свойствах, признаках, особенностях одушевленных и неодушевленных предметов, организмов, явлениях.
Объектами метрологии являются измерения и величины
Величиной называют свойство измеряемого объекта, которое является общим для всех одноименных объектов в качественном смысле, но специфическим с количественной точки зрения. Величины – это основные объекты метрологии. Какое-то время ученые придерживались позиции, что измерить можно только физические параметры реальности. С развитием науки появилась потребность фиксации нефизических величин. Благодаря этому область применения метрологических методик в разы расширилась.
Выделяют два вида величин:
Некоторые ученые склоняются к мнению, что к величинам нефизического характера не целесообразно применять термин «измерение». Они предлагают использовать понятие «оценивание», однако в ФЗ «Об обеспечении единства измерений» используется исключительно слово «измерение».
Характеристики объектов изучения метрологии
Величины имеют два признака: количественный и качественный. Качественное описание выражается в размерности. Она обозначается как dim. Например, размерность таких основных объектов метрологии, как время, длина, масса, обозначается соответствующими заглавными буквами: dim t = Т, dim l = L, dim m = М, соответственно. Индекс размерности может иметь знак «плюс» или «минус», быть нулевым или в виде дроби. Когда он становится равным нулю, величина считается безразмерной.
Количественная характеристика величины – это размер. Она выражается в значении изучаемой величины. Получение достоверных данных о размере – конечные цель и результат каждого измерения.
Значение величины для конкретного объекта индивидуально и в каком-то смысле случайно. Однако в метрологии выделяют несколько видов значений:
Значения физических величин выражаются в единицах измерения. Измерения величин – это своего рода сравнение конкретного значения с величиной, которая принята за единицу данной величины. Единицы измерения относятся к объектам Федерального Закона «Об обеспечении единства измерений». В документе прописаны правила написания единиц величин и их применения на территории Российской Федерации.
Что такое метрология ее цели объекты задачи
Дистанционное обучение по всей России
8-800-775-09-71 Звонок бесплатный! Дистанционное обучение
по всей России
8-800-775-09-71
Звонок бесплатный!
Дистанционное обучение сотрудников лабораторий.
По завершению курсов выдаются удостоверения и дипломы.
Подробней на странице
Наш телефон 8-800-775-09-71 Бесплатный звонок по России!
Предмет и задачи метрологии
Предмет метрологии. Средства метрологии. Объекты метрологии. Основные задачи метрологии. Основные термины, применяемые в метрологии. Классификация измерений. Основные характеристики измерений
Предмет метрологии – извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.
Средства метрологии – это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.
Объекты метрологии:
Основные задачи метрологии. К задачам метрологии относятся:
Основные термины, применяемые в метрологии
Метрология это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Термин метрология произошел от греческих слов: μετρον – мера и λογοξ – учение, слово. В современном понимании метрология это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
К основным направлениям метрологии относятся: общая теория измерений; единицы физических величин и их системы; методы и средства измерений; методы определения точности измерений; основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений; эталоны и образцовые средства измерений; методы передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.
Часть из этих направлений имеет научный характер. Другая часть, посвященная комплексам взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требованиям и нормам, нуждающимся в регламентации и контроле со стороны государства и направленным на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений, относится к законодательной метрологии. Законодательный характер метрологии обусловливает стандартизацию ее терминов и определений.
Термины и определения основных понятий метрологии установлены ГОСТ.
Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.
Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Под измерением понимается процесс экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу.
Единица физической величины – физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1. Единицы физических величин представляют собой вспомогательный аппарат, применяемый при изучении объектов природы. Принципиально можно использовать бесконечное множество единиц физических величин. Но практика выдвигает требование единства измерений, которое можно обеспечить при любой системе единиц. Однако для сопоставления результатов измерений без пересчетов (при переходе от одной системы единиц к другой) необходимо, чтобы результаты измерений выражались в узаконенных единицах.
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Как,ясно из определения, это понятие включает в себя не только выполнение условия единства используемых единиц физических величин, но и знание погрешности измерения.
Средства измерений. Для проведения измерений требуются специальные технические средства. Под средствами измерений понимают технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства. По техническому назначению средства измерений подразделяются на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, вспомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы.
Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Например, кварцевый генератор может являться мерой частоты электрических колебаний. Мера, воспроизводящая ряд одноименных величин различного размера, называется многозначной. Конденсатор постоянной емкости может выполнять роль однозначной меры, а конденсатор переменной емкости – многозначной. Часто используется набор мер – специально подобранный комплект мер, применяемых не только отдельно, но и в различных сочетаниях для воспроизведения ряда одноименных величин различного размера.
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы классифицируются по различным признакам. Например, измерительные приборы можно построить на основе аналоговой схемотехники или цифровой. Соответственно их делят на аналоговые и цифровые. Ряд приборов, выпускаемых промышленностью, допускают только отсчитывание показаний. Эти приборы называются показывающими. Измерительные приборы, в которых предусмотрена регистрация показаний, носят название регистрирующих.
Измерительный преобразователь – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Первичным называют преобразователь, являющийся первым в измерительной цепи, к нему непосредственно подводится измеряемая величина. Передающий измерительный преобразователь предназначен для дистанционной передачи сигнала измерительной информации, масштабный – для измерения величины в заданное число раз.
Вспомогательное средство измерений – средство измерения величин, влияющих на метрологические свойства другого средства измерения при его применении. Эти средства применяют для контроля за поддержанием значений влияющих величин в заданных пределах.
Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте.
Измерительная система – совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.
Классификация измерений
Принято различать несколько видов измерений. Их классификация осуществляется на основе характера зависимости измеряемой величины от времени, условий, определяющих точность результата измерений, и способов выражения этих-результатов.
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения делятся на статические и динамические. Статические измерения соответствуют случаю, когда измеряемая величина остается постоянной, динамические измерения – когда измеряемая величина изменяется.
По способам получения результатов различают прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.
Прямые измерения – искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. При этом измеряемую величину сравнивают с мерой измерительными приборами, градуированными в требуемых единицах. В качестве примера можно привести измерение напряжения вольтметром.
Косвенные измерения – искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно, или сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Например, затухание, вносимое четырехполюсником, обычно вычисляют по измеренным значениям входного и выходного напряжений.
При совокупных измерениях одновременно измеряют несколько одноименных величин и искомые значения величин находят, решая систему уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Совместные измерения – производимые одновременно измерения двух, или нескольких одноименных величин для нахождения зависимости между ними.
По способу выражения результатов измерений принято различать абсолютные измерения и относительные измерения.
Абсолютное измерение основано на прямых измерениях одной или нескольких основных величия и (или) использовании значений физических констант. Примером абсолютного измерения является измерение силы тока в амперах.
Относительным измерением называют измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Примером относительного измерения является измерение коэффициента отражения в линии. Измерения классифицируются также по используемому методу измерения – совокупности приемов использования принципов и средств измерений. Различают следующие методы измерений.
Метод непосредственной оценки, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.
Метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Этот метод имеет следующие модификации:
Основные характеристики измерений
Основными характеристиками измерений являются: принцип измерений, метод измерений, погрешность, точность, правильность и достоверность измерений.
Принцип измерений – физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение мощности с использованием термоэлектрического эффекта.
Погрешность измерений – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Истинное значение физической величины идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства объекта, но оно остается неизвестным, поэтому с помощью измерений находят так называемое действительное значение, настолько приближающееся к истинному, что для данной цели может быть использовано вместо него.
Точность измерения – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Дистанционное обучение сотрудников лабораторий.
По завершению курсов выдаются удостоверения и дипломы.
Подробней на странице
Наш телефон 8-800-775-09-71 Бесплатный звонок по России!
Тема 2 Объекты метрологии
2. Классификация физических величин и единиц их измерения.
Международная система (СИ).
3. Субъекты метрологии, их классификация и краткая характеристика.
4. Международные и региональные метрологические организации.
Основным объектом метрологии являются величины, которые подразделяются на физические и нефизические.
Физические величины— свойства физических объектов.
Нефизические величины
свойства экономических, психологических к тому подобных объектов, не относящихся к физическим объектам.
Долгое время считалось, что объектами метрологии могут быть лишь физические величины. Однако в последнее время возникла необходимость измерения и нефизических величин, в основном опосредовано, через физические величины. Таким образом, сфера применения метрологии значительно расширилась.
Измерение конкретной физической величины производят путем ее сравнения с величиной, принятой за единицу этой величины. Результатом измерений будет определенное число, показывающее соотношение измеряемойвеличины с единицей ФВ.
Значения измеряемых величин индивидуальны и в определенной мере случайны, что обусловлено основным постулатом метрологии: «Любой отсчет является случайным».
Классификация единиц измерения физических величин
Первой системой единиц физических величин была Метрическая
Классификация единиц измерения физических величин
Единицы измерения являются одним из объектов Закона РФ «Об обеспечении единства измерений». В нем содержатся наименования обозначения и правила написания единиц величин, а также правила применения их на территории РФ устанавливает правительство РФ, за исключением случаев предусмотренных актами законодательства РФ.
Правительством могут быть допущены к применению наравне с единицами величин Международной системы единиц внесистемные единицы величин. Например, в России такими внесистемными единицами измерений являются градус Цельсия и Ккал наряду с Кельвином и джоулем.
Характеристика и параметры продукции; поставляемой на экспорт, в том числе и средств измерения, могут быть выражены в единицах величин, установленных заказчиком.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет