ВУЗ, город:
СибГИУ
Предмет: Метрология и стандартизация
Реферат по теме:
Страниц: 15
Автор: JohnPavlov
2011 год
... результатов освоения синтаксиса русского языка. Объект исследования: процесс обучения на уроках русского языка в начальной школе. Предмет исследования: планируемые предметные результаты по синтаксису русского языка. Гипотеза исследования ...
Измерения — один из важнейших путей познания природы человеком. Они ... измерений, испытаний и контроля. Диапазон измерительных величин и их количество постоянно растут и поэтому ... проведения измерительного эксперимента и обработки полученной информации.
... значения других величин, определяемых экспериментально. Измерения проводятся различными методами в зависимости от разных приемов получения измерительной ... могут быть выделены следующие диапазоны: скоростей движения кос-мических аппаратов (8000 12000 ...
... участники научных исследований предпочитают иметь дело с социологической информацией . Методы, применяемые социологами для анализа данных, ... социального эксперимента и других аналогичных методов, а также из личных документов обследуемых и первичной ...
... средства измерений в области метрологии. Виды средств измерений, их характеристика, классы точности Для реализации любого вида измерений необходимы специальные технические средства. Все технические средства ...
... поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует. Сила поверхностного натяжения ...
... работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений, проведения метрологического контроля и надзора. Метрологические службы федеральных органов управления осуществляют свою ...
Введение 3
1. Виды и методы измерений 4
1.1 Виды измерений 4
1.2 Методы измерения 7
2. Обработка результатов измерений 11
2.1 Многократные прямые измерения 11
2.2 Однократные и косвенные измерения 12
Заключение 14
Список литературы 15
Измерения количественно характеризуют окружающий мир. Поэтому значение метрологического обеспечения для любых отраслей деятельности является очевидным, поскольку ежегодно в России выполняется более 20 млрл. измерений, которые выступают неотъемлемой частью производственных процессов. Измерения дают возможность получать данные о свойствах сырья, материалов, орудий труда, оборудования, о состоянии производственных, экономических к социальных систем и процессов. Оценивание качества продукции, соответствие произведённых изделий требованиям технической документации, механизация и автоматизация технологических процессов, процессов регулирования и управления неизбежно связаны с процессом измерения и измерительной техникой.
Главнейшей измерительной характеристикой служит точность. Оче-видным является факт, что только высокая и гарантированная точность ре-зультатов измерений обуславливает правильность принимаемых решений. Основная проблема при проведении измерений состоит в том, что невозможно добиться абсолютной точности измерений. Это связано не только с погрешностями средств измерений, которые имеют ограниченные метрологические характеристики, но и с технологией использованием методов измерений, поскольку методическая погрешность составляет около 50 % всей погрешности измерений. Важно отметить и методы и алгоритмы обработки результатов измерений, поскольку ими определяется точность оценивания численных характеристик измеряемых величин..
Чтобы успешно справиться с многочисленными и разнообразными проблемами измерений, важно освоить и применять некоторые общие принципы их проведения, нужна единая научная и законодательная основа, на практике обеспечивающая высокое качество измерений независимо от того, где и с какой целью они проводятся. Такой основой служит метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Целью моей работы является рассмотрение основных разновидностей самих измерений, методов измерений и алгоритмов обработки результатов измерений.
В работе поставлены и решены следующие задачи:
1. Дана классификация измерений по основным признакам.
2. Дана классификация методов измерений, выявлены особенности их применения.
3. Рассмотрены алгоритмы обработки результатов измерений: многократных, однократных, косвенных.
1. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация, сертификация. / Ю.В. Димов. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2004. — 432 с.
2. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация: Учебник. / И.М. Лифиц. — 7 изд., перераб. и доп. — М.: Юрайт-издат, 2007. — 399 с.
3. Марусина М.Я. Основы метрологии, стандартизации и сертифика-ции: Учебное пособие. / М.Я. Марусина, В.Л. Ткалич, Е.А. Ворон-цов, Н.Д. Скалецкая. — СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. — 164 с.
4. Сергеев А.Г. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. / А.Г. Сергеев, М.В. Латышев, В.В. Терегеря. — М.: Логос, 2003. — 536 с.
Большой психологический словарь
ОЛМА Медиа Групп , 2013
ISBN 5938780861,9785938780866
Бюллетень Министерства высшего и среднего специального образования СССР.
1983
ISBN
Обработка результатов измерений и экспериментальные погрешности
МГИУ , 2013
ISBN 5276013462,9785276013466
Физические основы измерений
МГИУ , 2013
ISBN 5276011869,9785276011868
Основы системного проектирования технических объектов
KhoroshevAN
Расчет процессов обработки металлов давлением в среде Mathcad, У/П
МГИУ , 2013
ISBN 5276015198,9785276015194
Аспирин уже 30 лет известен как средство для профилактики сердечных приступов и инсультов, однако, как понять, кому действительно необходимо ежедневно принимать аспирин, а кому – нет. Однако недавно была создана жизнеспособная клетка, геном которой содержит сразу две «чужеродных» буквы. Американские ученые раскрыли ключевую функцию одного из клеточных белков в физиологическом старении и... далее
nadfl.ru
Количество просмотров публикации Виды и методы измерений - 345
РАЗДЕЛ 1. МЕТРОЛОГИЯ. Тема 5
Тема 5. Измерения. Средства измерений.
Учебные вопросы:
1. Виды и методы измерений.
2. Понятие о средстве измерения.
3. Классификация средств измерения.
Виды измерений по способу получения информации классифицируют на:
Прямые измерения - ϶ᴛᴏ нахождение искомого значения величины из опытных данных путем экспериментального сравнения.
Косвенные измерения – используют результаты прямых измерений величин, связанных с искомой определенной зависимостью.
Совокупные измерения– связаны с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных (подобных) величин.
Совместные измерения - ϶ᴛᴏ измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними.
Приведенные виды измерений включают различные методы, то есть способы решения измерительной задачи с теоретическим обоснованием и разработкой использования средств измерений.
Различают два базовых метода:
Метод непосредственной оценки – когда значение ФВ непосредственно определяют по отсчётному устройству прямого действия.
Метод сравнения с мерой – когда измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы на равноплечих весах).
Метод сравнения с мерой имеет несколько разновидностей: нулевой метод (метод полного уравновешивания), дифференциальный метод и метод замещения.
Средство измерений (СИ) - ϶ᴛᴏ техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики (предел, диапазон, цену деления, чувствительность, погрешность).
Предел измерения – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения.
Диапазон – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ.
Цена деления шкалы - ϶ᴛᴏ расстояние между двумя соседними отметкам шкалы, равна отношению предела измерений СИ к общему числу отметок (рисок) всей шкалы. !!!! (цена деления и интервал!
Чувствительность прибора – численно равна перемещению указателя, соответствующему единице измеряемой величины, величина, обратная цене деления.
Классификация средств измерений: элементарные (меры, устройства сравнения, измерительные преобразователи) и комплексные (измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы, измерительно-вычислительные комплексы).
Мера - ϶ᴛᴏ СИ (гири, линейка), предназначенное для воспроизведения и хранения ФВ заданного размера (массы, длины).
Устройство сравнения (компаратор) - ϶ᴛᴏ СИ, дающее возможность сравнивать друг с другом меры однородных величин или же показания измерительных приборов.
Измерительный преобразователь – электроизмерительное средство для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и сравнения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателя (к примеру, шунты, терморезисторы, аналого-цифровые преобразователи).
Измерительные приборы - ϶ᴛᴏ СИ, которые позволяют полу-чать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем (это амперметры, омметры, термометры).
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 восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте.
Измерительная система - ϶ᴛᴏ совокупность функционально объединенных средств измерений, вспомогательных устройств и средств вычислительной техники, размещенных в разных точках контролируемого пространства, с целью измерения нескольких ФВ, свойственных этому пространству.
Измерительно-вычислительный комплекс – функционально объединённая совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомо-гательных устройств, предназначенная для выполнения в составе информационно-измерительной системы конкретной задачи.
Когда наш предок — древний, но уже мыслящий человек попытался найти для себя пещеру, он вынужден был соразмерить длину, ширину и высоту своего будущего жилища с собственным ростом. А ведь это и есть измерение — сравнение неизвестной величины с однородной ей величиной, принятой за единицу.
В наши дни данный познавательный процесс не обходится без измерительных средств — приборов и мер. Размещено на реф.рфНет ни одной области практической деятельности человека, где можно было обойтись без измерений:
‣‣‣ребенок появляется на свет, еще не имеет имени, но нам становятся известны его рост, вес, температура — уже в первые минуты жизни нам приходится сталкиваться с линейкой, весами, термометром.
‣‣‣каждое утро, выходя из дома, мы оцениваем температуру воздуха на улице, и одеваем при крайне важно сти легкую или теплую одежду.
Итак, измерение ФВ — это нахождение физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.
referatwork.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Метрология
2. Виды измерений
3. Методы измерений
4. Погрешность
5. Заключение
6. Список литературы
1.Метрология
Виды и методы измерений изучает наука метрология.
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способа достижения требуемой точности. Это одна из важнейших наук, так как человечество постоянно проводит какие-то измерения с самого начала существования. Например, сначала измеряли на пальцах или на камнях, потом появлялись другие средства для измерения, такие так счеты Постоянно растут требования к точности измерений, средства постоянно развиваются. В наше время различные виды измерений можно встретить на каждом шагу. Например, только родившийся человек подвергается измерения – его взвешивают, проверяют температуру и измеряют рост. Мы оцениваем температуру воздуха на улице, следим за временем, решаем насколько выгодно и рационально практически любое наше действие. С измерениями связана деятельность человека на любом предприятии. Инженеры промышленных предприятий, осуществляющие метрологическое обеспечение производства должны иметь полные сведения о возможностях измерительной техники, для решения задач взаимозаменяемости узлов и деталей, контроля производства продукции на всех его жизненных циклах. Метрология стала наукой, без знания которой не может обойтись ни один специалист любой отрасли. В настоящее время метрология развивается по нескольким направлениям. Если еще в начале 20-го века под словом метрология понималась наука, главной задачей которой было описание всякого рода мер, применяемых в разных странах, то теперь это понятие приобрело гораздо более широкий научный и практический смысл, расширилось содержание метрологической деятельности и появилось понятие «метрологическое обеспечение производства». Метрологическое обеспечение - установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности проводимых измерений.
Существуют три раздела метрологии:
Теоретическая метрология - являясь базой измерительной техники, занимается изучением проблем измерений в целом и образующих измерение элементов: средств измерений, физических величин и их единиц, методов и методик измерений, результатов и погрешностей измерений и др.
Законодательная метрология - разрабатывает и внедряет нормы и правила выполнения измерений, устанавливает требования, направленные на достижение единства измерений, порядок разработки и испытаний средств измерений, устанавливает термины и определения в области метрологии, единицы физических величин и правила их применения.
Прикладная (практическая) метрология - освещает вопросы практического применения разработок теоретической и положений законодательной метрологии. И именно с ее помощью осуществляется метрологическое обеспечение производства.
Основные цели и задачи метрологии:
- создание общей теорий измерений
-образования единиц физических величин и систем единиц-разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений
-создание эталонов и образцовых средств измерений, проверка мер и средств измерений
2. Виды измерений
Измерение - процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения.
Существует различные виды измерений. Классификацию видов измерения проводят, исходя из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.
1.Виды измерений по характеру измеряемой величины от времени:Статические - это измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени. Такими измерениями являются, например, измерения размеров изделия, величины постоянного давления, температуры и др.
Динамические - это измерения, в процессе которых измеряемая величина изменяется во времени, например, измерение давления и температуры при сжатии газа в цилиндре двигателя.
2.По способу получения результата:
-Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение физической величины определяется непосредственно из опытных данных. Прямые измерения можно выразить формулой Q = X, где Q - искомое значение измеряемой величины, а X - значение, непосредственно получаемое из опытных данных. Например, мы можем измерить силу тока с помощью амперметра, измерить длину с помощью линейки и т.д.
-Косвенные измерения - измерения, при которых измеряется не сама физическая величина, а величина, функционально связанная с ней. Измеряемая величина определяется на основе прямых измерений величины, функционально связанной с измеряемой, с последующим расчетом на основе известной функциональной зависимости. Значение измеряемой величины вычисляют по формуле Q = F(x1, x2 ... xN), где Q - искомое значение измеряемой величины; F - известная функциональная зависимость, x1, x2, … , xN - значения величин, полученные прямыми измерениями. Например, мы можем найти сопротивление резистора на основании закона Ома подстановкой значений силы тока и напряжения, получаемых в результате прямых измерений. Или найти удельное электрическое сопротивление проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения
-Совокупные измерения - измерения нескольких однородных величин, на основании которых значения искомой величины находят путем решения системы уравнений. Например, измерение сопротивления резисторов, соединенных треугольником. При этом измеряется значение сопротивления между вершинами. По результатам определяются сопротивления резисторов.-Совместное измерение - одновременное измерение нескольких величин для нахождения зависимости между ними. При этом решается система уравнений. Например, определение зависимости сопротивления от температуры, при этом, после измерения величин определяется зависимость.
3.По условиям, определяющим точность результата:
-Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. В этот класс включены все высокоточные измерения и в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин. Сюда относятся также измерения физических констант, прежде всего универсальных, например измерение абсолютного значения ускорения свободного падения.
-Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. В этот класс включены измерения, выполняемые лабораториями государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов, а также состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями. Эти измерения гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения.
-Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на промышленных предприятиях, в сфере услуг и др.
4. В зависимости от способа выражения результатов:
-Абсолютные. Абсолютными называют измерения, которые основаны на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант. Примерами абсолютных измерений являются: определение длины в метрах, силы электрического тока в амперах, ускорения свободного падения в метрах на секунду в квадрате.
-Относительные. Относительными называют измерения, при которых искомую величину сравнивают с одноименной величиной, играющей роль единицы или принятой за исходную. Примерами относительных измерений являются: измерение диаметра обечайки по числу оборотов мерного ролика, измерение относительной влажности воздуха, определяемой как отношение количества водяных паров в 1 куб.м. воздуха к количеству водяных паров, которое насыщает 1 куб.м. воздуха при данной температуре.
3. Методы измерений Метод измерения - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Другое определение: метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.
Измерения производятся одним из двух методов:
-Метод непосредственной оценки - метод измерения, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. При использовании метода непосредственной оценки значение измеряемой физической величины определяют непосредственно по отсчетному устройству прибора прямого действия. Суть метода непосредственной оценки, как любого метода измерения состоит в сравнении измеряемой величины с мерой, принятой за единицу, но в этом случае мера "заложена" в измерительный прибор. Прибор осуществляет преобразование входного сигнала измерительной информации, соответствующего всей измеряемой величине, после чего и происходит оценка ее значения. Примерами таких измерений являются: измерение длины с помощью линейки, размеров деталей микрометром, угломером, давления манометром и т. д.
Формальное выражение для описания метода непосредственной оценки может быть представлено в следующей форме:Q = х
где Q – измеряемая величина,
х – показания средства измерения.
-Метод сравнения с мерой - метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Метод сравнения с мерой характеризуется тем, что прибор используют для сопоставления измеряемой величины с известной величиной, воспроизводимой мерой. Для реализации этого метода можно использовать приборы с относительно небольшими диапазонами показаний, вплоть до вырожденной шкалы с одной нулевой отметкой. Например, для измерения диаметра калибра оптиметр устанавливают на нуль по блоку концевых мер длины, а результат измерения получают по показанию стрелки оптиметра, являющегося отклонением от нуля. Таким образом, измеряемая величина сравнивается с размером блока концевых мер.
Формально метод сравнения с мерой может быть описан следующим выражением:
Q = х + Хм,
где Q – измеряемая величина,
х – показания средства измерения.
Хм – величина, воспроизводимая мерой.
Так же, существует несколько видов метода сравнения с мерой:
-метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, позволяющий установить соотношение между этими величинами, например измерение сопротивления по мостовой схеме с включением в диагональ моста показывающего прибора;
-дифференциальный метод, при котором измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой. Этим методом, например, определяют отклонение контролируемого диаметра детали на оптиметре после его настройки на нуль по блоку концевых мер длины. Фактически дифференциальный метод измерений – это метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. Формально можно записать таким образом (при этом х ≠ 0): Q = х + Хм
-нулевой метод - также разновидность метода сравнения с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля. Этим методом измеряют электрическое сопротивление по схеме моста с полным его уравновешиванием. Формально это можно представить как х ≈ 0 в предыдущем методе:
Q ≈ Хм
-Метод совпадений. При методе совпадений разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов. Для оценки совпадения можно использовать прибор сравнения, фиксируя появление определенного физического эффекта (стробоскопический эффект, совпадение резонансных частот, плавление или застывание вещества при достижении определенной температуры и другие физические эффекты).
В зависимости от одновременности или неодновременности воздействия на прибор сравнения измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, различают метод измерений замещением и метод противопоставления.
Метод измерений замещением – метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины. Пример — взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов.
Так же, методы измерения в зависимости от получения информации могут быть контактными и бесконтактными. Контактный метод – метод измерений, основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения. Примеры: измерение диаметра вала индикаторной скобой, измерение температуры тела термометром.
Бесконтактный метод измерений – метод измерений, основанный на том, что чувствительный элемент средства измерений не приводится в контакт с объектом измерения. Примерами могут быть измерение температуры в доменной печи пирометром и измерение расстояния до объекта радиолокатором.
Так же, существуют погрешности, которые возникают из-за взаимодействия прибора с объектом измерений. При механическом контакте необходимо учитывать взаимодействия объекта и средства измерений (деформации из-за их недостаточной жесткости, контактные деформации, колебание переходных сопротивлений и др.). При отсутствии механического контакта следует учитывать особенности "бесконтактного съема" измерительной информации – оптические искажения в воздухе, ослабление сигнала на расстоянии и т.д.
turboreferat.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Метрология
2. Виды измерений
3. Методы измерений
4. Погрешность
5. Заключение
6. Список литературы
1.Метрология
Виды и методы измерений изучает наука метрология.
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способа достижения требуемой точности. Это одна из важнейших наук, так как человечество постоянно проводит какие-то измерения с самого начала существования. Например, сначала измеряли на пальцах или на камнях, потом появлялись другие средства для измерения, такие так счеты Постоянно растут требования к точности измерений, средства постоянно развиваются. В наше время различные виды измерений можно встретить на каждом шагу. Например, только родившийся человек подвергается измерения – его взвешивают, проверяют температуру и измеряют рост. Мы оцениваем температуру воздуха на улице, следим за временем, решаем насколько выгодно и рационально практически любое наше действие. С измерениями связана деятельность человека на любом предприятии. Инженеры промышленных предприятий, осуществляющие метрологическое обеспечение производства должны иметь полные сведения о возможностях измерительной техники, для решения задач взаимозаменяемости узлов и деталей, контроля производства продукции на всех его жизненных циклах. Метрология стала наукой, без знания которой не может обойтись ни один специалист любой отрасли. В настоящее время метрология развивается по нескольким направлениям. Если еще в начале 20-го века под словом метрология понималась наука, главной задачей которой было описание всякого рода мер, применяемых в разных странах, то теперь это понятие приобрело гораздо более широкий научный и практический смысл, расширилось содержание метрологической деятельности и появилось понятие «метрологическое обеспечение производства». Метрологическое обеспечение - установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности проводимых измерений.
Существуют три раздела метрологии:
Теоретическая метрология - являясь базой измерительной техники, занимается изучением проблем измерений в целом и образующих измерение элементов: средств измерений, физических величин и их единиц, методов и методик измерений, результатов и погрешностей измерений и др.
Законодательная метрология - разрабатывает и внедряет нормы и правила выполнения измерений, устанавливает требования, направленные на достижение единства измерений, порядок разработки и испытаний средств измерений, устанавливает термины и определения в области метрологии, единицы физических величин и правила их применения.
Прикладная (практическая) метрология - освещает вопросы практического применения разработок теоретической и положений законодательной метрологии. И именно с ее помощью осуществляется метрологическое обеспечение производства.
Основные цели и задачи метрологии:
- создание общей теорий измерений
-образования единиц физических величин и систем единиц-разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений
-создание эталонов и образцовых средств измерений, проверка мер и средств измерений
2. Виды измерений
Измерение - процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения.
Существует различные виды измерений. Классификацию видов измерения проводят, исходя из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.
1.Виды измерений по характеру измеряемой величины от времени:Статические - это измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени. Такими измерениями являются, например, измерения размеров изделия, величины постоянного давления, температуры и др.
Динамические - это измерения, в процессе которых измеряемая величина изменяется во времени, например, измерение давления и температуры при сжатии газа в цилиндре двигателя.
2.По способу получения результата:
-Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение физической величины определяется непосредственно из опытных данных. Прямые измерения можно выразить формулой Q = X, где Q - искомое значение измеряемой величины, а X - значение, непосредственно получаемое из опытных данных. Например, мы можем измерить силу тока с помощью амперметра, измерить длину с помощью линейки и т.д.
-Косвенные измерения - измерения, при которых измеряется не сама физическая величина, а величина, функционально связанная с ней. Измеряемая величина определяется на основе прямых измерений величины, функционально связанной с измеряемой, с последующим расчетом на основе известной функциональной зависимости. Значение измеряемой величины вычисляют по формуле Q = F(x1, x2 ... xN), где Q - искомое значение измеряемой величины; F - известная функциональная зависимость, x1, x2, … , xN - значения величин, полученные прямыми измерениями. Например, мы можем найти сопротивление резистора на основании закона Ома подстановкой значений силы тока и напряжения, получаемых в результате прямых измерений. Или найти удельное электрическое сопротивление проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения
-Совокупные измерения - измерения нескольких однородных величин, на основании которых значения искомой величины находят путем решения системы уравнений. Например, измерение сопротивления резисторов, соединенных треугольником. При этом измеряется значение сопротивления между вершинами. По результатам определяются сопротивления резисторов.-Совместное измерение - одновременное измерение нескольких величин для нахождения зависимости между ними. При этом решается система уравнений. Например, определение зависимости сопротивления от температуры, при этом, после измерения величин определяется зависимость.
3.По условиям, определяющим точность результата:
-Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. В этот класс включены все высокоточные измерения и в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин. Сюда относятся также измерения физических констант, прежде всего универсальных, например измерение абсолютного значения ускорения свободного падения.
-Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. В этот класс включены измерения, выполняемые лабораториями государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов, а также состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями. Эти измерения гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения.
-Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на промышленных предприятиях, в сфере услуг и др.
4. В зависимости от способа выражения результатов:
-Абсолютные. Абсолютными называют измерения, которые основаны на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант. Примерами абсолютных измерений являются: определение длины в метрах, силы электрического тока в амперах, ускорения свободного падения в метрах на секунду в квадрате.
-Относительные. Относительными называют измерения, при которых искомую величину сравнивают с одноименной величиной, играющей роль единицы или принятой за исходную. Примерами относительных измерений являются: измерение диаметра обечайки по числу оборотов мерного ролика, измерение относительной влажности воздуха, определяемой как отношение количества водяных паров в 1 куб.м. воздуха к количеству водяных паров, которое насыщает 1 куб.м. воздуха при данной температуре.
3. Методы измерений Метод измерения - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Другое определение: метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.
Измерения производятся одним из двух методов:
-Метод непосредственной оценки - метод измерения, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. При использовании метода непосредственной оценки значение измеряемой физической величины определяют непосредственно по отсчетному устройству прибора прямого действия. Суть метода непосредственной оценки, как любого метода измерения состоит в сравнении измеряемой величины с мерой, принятой за единицу, но в этом случае мера "заложена" в измерительный прибор. Прибор осуществляет преобразование входного сигнала измерительной информации, соответствующего всей измеряемой величине, после чего и происходит оценка ее значения. Примерами таких измерений являются: измерение длины с помощью линейки, размеров деталей микрометром, угломером, давления манометром и т. д.
Формальное выражение для описания метода непосредственной оценки может быть представлено в следующей форме:Q = х
где Q – измеряемая величина,
х – показания средства измерения.
-Метод сравнения с мерой - метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Метод сравнения с мерой характеризуется тем, что прибор используют для сопоставления измеряемой величины с известной величиной, воспроизводимой мерой. Для реализации этого метода можно использовать приборы с относительно небольшими диапазонами показаний, вплоть до вырожденной шкалы с одной нулевой отметкой. Например, для измерения диаметра калибра оптиметр устанавливают на нуль по блоку концевых мер длины, а результат измерения получают по показанию стрелки оптиметра, являющегося отклонением от нуля. Таким образом, измеряемая величина сравнивается с размером блока концевых мер.
Формально метод сравнения с мерой может быть описан следующим выражением:
Q = х + Хм,
где Q – измеряемая величина,
х – показания средства измерения.
Хм – величина, воспроизводимая мерой.
Так же, существует несколько видов метода сравнения с мерой:
-метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, позволяющий установить соотношение между этими величинами, например измерение сопротивления по мостовой схеме с включением в диагональ моста показывающего прибора;
-дифференциальный метод, при котором измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой. Этим методом, например, определяют отклонение контролируемого диаметра детали на оптиметре после его настройки на нуль по блоку концевых мер длины. Фактически дифференциальный метод измерений – это метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. Формально можно записать таким образом (при этом х ≠ 0): Q = х + Хм
-нулевой метод - также разновидность метода сравнения с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля. Этим методом измеряют электрическое сопротивление по схеме моста с полным его уравновешиванием. Формально это можно представить как х ≈ 0 в предыдущем методе:
Q ≈ Хм
-Метод совпадений. При методе совпадений разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов. Для оценки совпадения можно использовать прибор сравнения, фиксируя появление определенного физического эффекта (стробоскопический эффект, совпадение резонансных частот, плавление или застывание вещества при достижении определенной температуры и другие физические эффекты).
В зависимости от одновременности или неодновременности воздействия на прибор сравнения измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, различают метод измерений замещением и метод противопоставления.
Метод измерений замещением – метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины. Пример — взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов.
Так же, методы измерения в зависимости от получения информации могут быть контактными и бесконтактными. Контактный метод – метод измерений, основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения. Примеры: измерение диаметра вала индикаторной скобой, измерение температуры тела термометром.
Бесконтактный метод измерений – метод измерений, основанный на том, что чувствительный элемент средства измерений не приводится в контакт с объектом измерения. Примерами могут быть измерение температуры в доменной печи пирометром и измерение расстояния до объекта радиолокатором.
Так же, существуют погрешности, которые возникают из-за взаимодействия прибора с объектом измерений. При механическом контакте необходимо учитывать взаимодействия объекта и средства измерений (деформации из-за их недостаточной жесткости, контактные деформации, колебание переходных сопротивлений и др.). При отсутствии механического контакта следует учитывать особенности "бесконтактного съема" измерительной информации – оптические искажения в воздухе, ослабление сигнала на расстоянии и т.д.
turboreferat.ru
Виды и методы измерений
Измерение - процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения.
Результатом процесса является значение физической величины Q = qU , где q - числовое значение физической величины в принятых единицах; U - единица физической величины. Значение физической величины Q, найденное при измерении, называют действительным.
Принцип измерений - физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение массы тела при помощи взвешивания с использованием силы тяжести, пропорциональной массе, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта.
Метод измерений - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Средствами измерений (СИ) являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства.
Существует различные виды измерений. Классификацию видов измерения проводят, исходя из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.
Статические - это измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени. Такими измерениями являются, например, измерения размеров изделия, величины постоянного давления, температуры и др.
Динамические - это измерения, в процессе которых измеряемая величина изменяется во времени, например, измерение давления и температуры при сжатии газа в цилиндре двигателя.
Прямые - это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения можно выразить формулой Q = X, где Q - искомое значение измеряемой величины, а X - значение, непосредственно получаемое из опытных данных. Примерами таких измерений являются: измерение длины линейкой или рулеткой, измерение диаметра штангенциркулем или микрометром, измерение угла угломером, измерение температуры термометром и т.п.
Косвенные - это измерения, при которых значение величины определяют на основании известной зависимости между искомой величиной и величинами, значения которых находят прямыми измерениями. Таким образом, значение измеряемой величины вычисляют по формуле Q = F(x1, x2 ... xN), где Q - искомое значение измеряемой величины; F - известная функциональная зависимость, x1, x2, … , xN - значения величин, полученные прямыми измерениями. Примеры косвенных измерений: определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения, измерение среднего диаметра резьбы методом трёх проволочек и т.д. Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить прямым измерением. Встречаются случаи, когда величину можно измерить только косвенным путём, например размеры астрономического или внутриатомного порядка.
Совокупные - это такие измерения, при которых значения измеряемых величин определяют по результатам повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Значение искомой величины определяют решением системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений. Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора, т.е. проведение калибровки по известной массе одной из них и по результатам прямых измерений и сравнения масс различных сочетаний гирь. Рассмотрим пример совокупных измерений, который заключается в проведении калибровки разновеса, состоящего из гирь массой 1, 2, 2*, 5, 10 и 20 кг. Ряд гирь (кроме 2*) представляет собой образцовые массы разного размера. Звездочкой отмечена гиря, имеющая значение, отличное от точного значения 2 кг. Калибровка состоит в определении массы каждой гири по одной образцовой гире, например по гире массой 1 кг. Меняя комбинацию гирь, проведем измерения. Составим уравнения, где цифрами обозначим массу отдельных гирь, например 1обр обозначает массу образцовой гири в 1 кг, тогда: 1 = 1обр + a; 1 + 1обр = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d и т.д. Дополнительные грузы, которые необходимо прибавлять к массе гири указанной в правой части уравнения или отнимать от неё для уравновешивания весов, обозначены a, b, c, d . Решив эту систему уравнений, можно определить значение массы каждой гири.
Совместные - это измерения, производимые одновременно двух или нескольких разноименных величин для нахождения функциональной зависимости между ними. Примерами совместных измерений являются определение длины стержня в зависимости от его температуры или зависимости электрического сопротивления проводника от давления и температуры.
1. Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. В этот класс включены все высокоточные измерения и в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин. Сюда относятся также измерения физических констант, прежде всего универсальных, например измерение абсолютного значения ускорения свободного падения.
2. Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. В этот класс включены измерения, выполняемые лабораториями государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов, а также состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями. Эти измерения гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения.
3. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на промышленных предприятиях, в сфере услуг и др.
Абсолютными называют измерения, которые основаны на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант. Примерами абсолютных измерений являются: определение длины в метрах, силы электрического тока в амперах, ускорения свободного падения в метрах на секунду в квадрате.
Относительными называют измерения, при которых искомую величину сравнивают с одноименной величиной, играющей роль единицы или принятой за исходную. Примерами относительных измерений являются: измерение диаметра обечайки по числу оборотов мерного ролика, измерение относительной влажности воздуха, определяемой как отношение количества водяных паров в 1 куб.м воздуха к количеству водяных паров, которое насыщает 1 куб.м воздуха при данной температуре.
Метод непосредственной оценки - метод измерения, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. Примерами таких измерений являются: измерение длины с помощью линейки, размеров деталей микрометром, угломером, давления манометром и т. д.
Метод сравнения с мерой - метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, для измерения диаметра калибра оптиметр устанавливают на нуль по блоку концевых мер длины, а результат измерения получают по показанию стрелки оптиметра, являющегося отклонением от нуля. Таким образом, измеряемая величина сравнивается с размером блока концевых мер.Существуют несколько разновидностей метода сравнения:
а) метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, позволяющий установить соотношение между этими величинами, например измерение сопротивления по мостовой схеме с включением в диагональ моста показывающего прибора;
б) дифференциальный метод, при котором измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой. Этим методом, например, определяют отклонение контролируемого диаметра детали на оптиметре после его настройки на нуль по блоку концевых мер длины;
в) нулевой метод - также разновидность метода сравнения с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля. Этим методом измеряют электрическое сопротивление по схеме моста с полным его уравновешиванием;
г) при методе совпадений разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов. Например, при измерении штангенциркулем используют совпадение отметок основной и нониусной шкал.
Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических.
Экспертный метод оценки основан на использовании суждений группы специалистов.
Эвристические методы оценки основаны на интуиции.
Органолептические методы оценки основаны на использовании органов чувств человека. Оценка состояния объекта может проводиться поэлементными и комплексными измерениями. Поэлементный метод характеризуется измерением каждого параметра изделия в отдельности. Например, эксцентриситета, овальности, огранки цилиндрического вала. Комплексный метод характеризуется измерением суммарного показателя качества, на который оказывают влияние отдельные его составляющие. Например, измерение радиального биения цилиндрической детали, на которое влияют эксцентриситет, овальность и др.; контроль положения профиля по предельным контурам и т. п.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра БЖД и ООС
Доклад по метрологии
ТЕМА: ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Выполнила: Куприянова Анастасия
Студентка гр. БТП 08-1
Проверил: Митриковский А. Я.
г. Тюмень, 2011г.
yaneuch.ru
