Общие сведения об измерениях

Метрология - наука об измерениях, а также методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Более узко – теория и практика обеспечения единства измерений, что возможно посредством создания единых методов оценки погрешностей измерений в различных условиях с вытекающей отсюда гарантией сопоставимости результатов измерений.

Измерение представляет собой процесс нахождения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Метод измерений – совокупность приемов использования средств измерений с целью получения измеряемой величины.

Результат измерения – численное значение величины, найденное путем сравнения ее с единицей измерения:

R=Q/q,

где R – результат; Q – измеряемая физическая величина;

q – единица физической величины или единица измерения.

Измерения могут быть разделены по ряду признаков:

По виду:	механические (масса, сила, скорость, давление, расход, уровень);
тепловые (температура, grad t, тепловые потоки);
линейно-угловые (углы, дуги);
электрические (сила тока, напряжение, мощность, радиотехнические измерения);
виброакустические (шум);
физико-химические состава и свойств веществ и смесей веществ.
По способу:	прямые измерения – измеряемую величину находят непосредственно из опытных данных ;
косвенные измерения – численное значение находят на основании измерения прямых величин, связанных с измеряемой величиной определенной зависимости ;
совместные измерения – значения измеряемой величины определяют путем решения системы уравнений, в каждое из которых входит, наряду с другими, и измеряемая величина
По характеру:	измерение медленно- и быстроменяющихся величин

Техническое устройство, предназначенное для выполнения измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики, называется средством измерения.

Средства измерения по назначению подразделяются на рабочие – для практических измерений, технические и повышенной точности, в том числе образцовые для передачи размеров единиц от эталонов рабочим средствам.

Эталоны служат для воспроизведения и хранения единиц физических величин и передачи их размера через образцовые рабочим средствам.

Мера – средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

По применяемым методам средства измерения подразделяются на:

- непосредственной оценки – по отсчетному устройству;

- дифференциальные – по разности измеряемой и базовой величины меры;

- нулевые – сравнение с известной величиной (мерой), при этом разность сводится к 0 при изменении известной величины;

- замещения – поочередное измерение искомой величины и меры, воспроизводящей однородную с ней величину.

Последние три метода носят также название методов сравнения.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки измерительной информации в форме, доступной для непосредственного наблюдения. Измерительные приборы, воспроизводящие преобразованную измеряемую величину, называются вторичными.

Различают измерительные приборы аналоговые и цифровые. Они могут быть показывающими, регистрирующими и комбинированными.

В паспорте на прибор приводится некоторая средняя характеристика, называемая номинальной. Разности между номинальной и реальной характеристиками рассматриваются как погрешности.

Измерительное преобразование – отражение размера одной физической величины размером другой физической величины, функционально с ней связанной.

Измерительный преобразователь (ИП) – техническое устройство, построенное на определенном физическом принципе действия, выполняющее одно частное измерительное преобразование. Измерительный преобразователь вырабатывает сигнал измерительной информации в форме, удобной для передачи преобразования, обработки или хранения, но неподдающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Один параметр из их множества является измеряемой величиной, остальные считаются помехами.

Устанавливают естественную входную величину измерительного преобразователя и естественную выходную величину. По виду естественного выходного сигнала преобразователи подразделяются на две большие группы: генераторные (с выходной величиной или и внутренним сопротивлением ) и параметрические (с и выходной величиной в виде изменения , или в функции ).

Функция преобразования ИП – функциональная зависимость выходной величины от входной, описываемая аналитическим выражением или графиком. Лучше – прямая пропорциональность

,

где – начальное значение выходной величины;

– чувствительность преобразователя.

Чувствительность измерительного прибора, состоящего из последовательного ряда измерительных преобразователей, определяется произведением чувствительностей всех преобразователей, образующих канал передачи информации:

.

Порог чувствительности – наименьшее изменение входной величины, способное вызвать заметное изменение показаний прибора.

Первичным измерительным преобразователем называется измерительный преобразователь, на вход которого воздействует измеряемая величина. Часть первичного преобразователя, находящаяся под непосредственным воздействием измеряемой величины, называется чувствительным элементом.

Помимо первичных используются также промежуточные и передающие преобразователи, которые подразделяются на аналоговые, цифровые, аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП).

Отметки на шкале (с числами) называются числовыми отметками шкалы.

Разность значений величин, соответствующих соседним отметкам шкалы, называется ценой деления.

Имеются следующие разновидности шкал: односторонние, двусторонние, безнулевые.

Информационно-измерительные системы (ИИС) – совокупность средств измерений, вспомогательных устройств и каналов связи, предназначенных для автоматической выработки, передачи и обработки измерительной информации с многократным использованием одних и тех же преобразователей. ИИС позволяют осуществлять обработку результатов измерения по заданным алгоритмам. Особо важно обеспечить унификацию сигналов, поступающих на вход ИИС.

ИИС подразделяются на две группы:

- измерительные системы с представлением приоритетной информации в форме, удобной для наблюдения или регистрации;

- системы автоматического контроля для получения информации об отклонении значений контролируемых величин от номинальных.

Помимо ИИС также применяются измерительно-вычислительные комплексы (ИВК), а также измерительно-вычислительные системы (ИВС).