Средства измерений

Технические средства, имеющие нормированные метрологические свой­ства называются средствами измерения. К ним относятся следующие:

Эталоны единиц физических величин — средства измерений или комп­лексы средств измерений, официально утвержденные эталонами для вос­произведения единиц физических величин с наивысшей достижимой точ­ностью, и их хранения (например, комплекс средств измерений для воспро­изведения метра через длину световой волны). Примером точности эта­лонов может служить государственный эталон времени, погрешность которого за 30 тыс. лет не будет превышать 1 с.

Меры — средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера. К мерам относятся плоско­параллельные концевые меры длины, гири, конденсаторы постоянной емкости и т. п..

Различают меры:

- однозначные (гиря 1кг, калибр);

- многозначные (масштабная линейка);

- набор мер (набор гирь, набор калибров).

Набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления в различных комбинациях, называется магазином мер.

Образцовые средства измерений — это меры, измерительные приборы или преобразователи, утвержденные в качестве образцовых. Они служат для контроля нижестоящих по поверочной схеме измерительных средств, в то же время их периодически поверяют по эталонам. Точность образ­цовых средств измерения имеет большое значение для обеспечения единства измерений.

Измерительные преобразователи – средства измерений, служащие для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенный для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенных для измерения одной или нескольких физических величин и расположенных в одном месте.

Измерительная система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, компьютеров и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству.

Рабочие средства измерений — это меры, устройства или приборы, при­меняемые для измерений, не связанных с передачей единицы физической величины (например, концевая мера длины, используемая для контроля размеров изделии или для наладки станков).

Передача размеров единицы физической величины от эталона к рабочим средствам измерения производится в соответствии с поверочной схемой, устанавливающей средст­ва, методы и точность передачи единицы размера.

Точность указанных измерительных средств понижается в 1, 6—3 раза с переходом на одну ступень от более точных средств к менее точным по поверочной схеме.

Средство измерений является обобщенным понятием, объединяющим самые разнообразные конструктивно законченные устройства, которые обладают одним из двух признаков:

· вырабатывают сигнал (показание), несущий информацию о размере (значении) измеряемой величины;

· воспроизводят величину заданного (известного) размера.

Объединение технических средств по этим двум признакам сделано только из соображений целесообразности общего метрологического анализа, удобства изложения и регламентации метрологических требований и правил, единых для всех видов СИ.

Метрологические характеристики – это характеристики свойств СИ, которые оказывают влияние на результат измерений и его погрешности и предназначены для оценки технического уровня и качества СИ, а также определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

Средства измерений могут быть элементарными (меры, устройства сравнения и измерительные преобразователи) и комплексными (регистрирующие и показывающие измерительные приборы, системы, измерительно-вычислительные комплексы).

В процессе измерения важную роль играют условия измерения – совокупность влияющих величин, описывающих состояние окружающей среды и средства измерений. Влияющая величина – это физическая величина, не измеряемая данным СИ, но оказывающая влияние на его результаты.

Изменение условий измерения приводит к изменению состояния объекта измерения. Влияния условий на СИ проявляется в изменении его метрологических характеристик. При этом та часть погрешности измерения, которая возникает из-за изменения условий, называется дополнительной погрешностью.

В соответствии с установленным для конкретных ситуаций диапазонами значений влияющих величин различают нормальные, рабочие и предельные условия измерений.

Нормальные условия измерений – это условия, при которых влияющие величины имеют нормальные или находящиеся в пределах нормальной области значения.

Нормальная область значений влияющей величины – это область значений, в пределах которой изменением результата измерений под воздействием влияющей величины можно пренебречь в соответствии с установленными нормами точности. Нормальные условия измерений задаются в нормативно-технической документации на СИ.

Рабочими называются условия измерений, при которых влияющие величины находятся в пределах своих рабочих областей.

Рабочая область значений влияющей величины – это область, в пределах которой нормируется дополнительная погрешность или изменение показаний СИ.

Предельные условия измерений – это условия, характеризуемые экстремальными значениями измеряемой и влияющих величин, которые СИ может выдержать без разрушений и ухудшений его метрологических характеристик.

Исправленным результатом измерений называется полученное с помощью СИ значение величины и уточненное путем введения в него необходимых поправок на действие предполагаемых систематических погрешностей.

Точность измерений – характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности его результата.

Доступность измеренийопределяется степенью доверия к результату измерения и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных пределах. Данная вероятность называется доверительной.

Правильность измерений – это характеристика измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей результатов измерений.

Сходимость результатаизмерений – характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполняемых повторно одними и теми же методами и средствами измерений и в одних и тех же условиях.

Воспроизводимость результатов измерений– характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами и средствами измерений, разными операторами, но приведенных к одним и тем же условиям.