Владивостокский Государственный Университет Экономики и Сервиса Кафедра Сервиса и Технической Эксплуатации Автомобилей Метрология, Стандартизация и сертификация Автор: к.т.н., доцент каф. СТЭА Чубенко Елена Филипповна 2009 Дидактическая единица ГОС • Физические величины, методы и средства их измерений 2 Тема 3 Виды и методы измерений 3 План занятия • 1. Основные постулаты метрологии • 2. Виды измерений • 3. Методы измерений 4 Введение • Цель занятия – ознакомить студентов с основными видами и методами измерений • Материал занятия содержит сведения об основных постулатах метрологии и классификациях видов и методов измерений 5 Ключевые понятия • 1. Виды измерений • 2. Методы измерений 6 • Под истинным значением физической величины понимается значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства ТС через ее выходной параметр • Поскольку истинное значение есть идеальное значение, то в качестве наиболее близкого к нему используют действительное значение хд, найденное экспериментальным методом, например с помощью более точных СИ 7 • Основные постулаты метрологии • Истинное значение определяемой величины существует, и оно постоянно • Истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно. Отсюда следует, что результат измерения математически связан с измеряемой величиной вероятностной зависимостью 8 Виды измерений • Виды измерений определяются физическим характером измеряемой величины, требуемой точностью измерения, необходимой скоростью измерения, условиями и режимом измерений • В метрологии существует множество видов измерений и число их постоянно увеличивается. Можно, например, выделить виды измерений в зависимости от их цели: контрольные, диагностические и прогностические, лабораторные и технические, эталонные и поверочные, абсолютные и относительные и т. д. 9 • По способу получения результата виды измерений подразделяются на • 1. прямые • 2. косвенные • 3. совокупные • 4. совместные • 5. динамические • Наиболее часто используются прямые измерения, состоящие в том, что искомое значение величины находят из опытных данных путем экспериментального сравнения • Например, длину измеряют непосредственно линейкой, температуру — термометром, силу — динамометром. Уравнение прямого измерения: у = Сх, где С — цена деления СИ 10 • Если искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, найденными прямыми измерениями, то этот вид измерений называют косвенным • Например, объем параллелепипеда находят путем умножения трех линейных величин (длины, ширины и высоты); электрическое сопротивление — путем деления падения напряжения на величину силы электрического тока. Уравнение косвенного измерения у = f(х1,x2,…,хn) • где хi — i-й результат прямого измерения 11 • Совокупные измерения осуществляются путем одновременного измерения нескольких одноименных величин, при которых искомое значение находят решением системы уравнений, получаемых в результате прямых измерений различных сочетаний этих величин • Совместными называют производимые одновременно (прямые и косвенные) измерения двух или нескольких неодноименных величин. Целью измерений является нахождение функциональной зависимости между величинами 12 Методы измерений 13 • • • • • • • По методу исполнения измерения бывают 1. непосредственной оценки 2. сравнения с мерой 3. противопоставления 4. дифференциальный 5. нулевой 6. замещения (совпадений) • Метод непосредственной оценки, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора, например измерение давления пружинным манометром, массы — на весах, силы электрического тока — амперметром 14 • Метод сравнения с мерой, где измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирей; измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравнением с ЭДС параллельного элемента • Метод дополнения, если значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению • Дифференциальный метод характеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Метод позволяет получить результат высокой точности при использовании относительно грубых средств измерения 15 • Нулевой метод аналогичен дифференциальному, но разность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю. При этом нулевой метод имеет то преимущество, что мера может быть во много раз меньше измеряемой величины • Метод замещения — метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой • Кроме того, можно выделить нестандартизованные методы: • метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения. • метод совпадений, где разность между сравниваемыми вели чинами измеряют, используя совпадение отметок шкал или пе • риодических сигналов 16 • По условиям измерений виды измерений разделяются на • 1. равноточные • 2. неравноточные • • • • По характеру результата измерений 1. абсолютные 2. допусковые (пороговые 3. относительные • По степени достаточности измерений • 1. необходимые • 2. избыточные 17 • По числу измерений величины • 1. однократные • 2. многократные • По точности оценки погрешности • 1. лабораторные • 2. технические • По связи с объектом • 1. бесконтактные • 2. контактные 18 Заключение • В материале данного занятия рассмотрены основные понятия видов и методов измерений, приведена их подробная классификация с пояснениями 19 Вопросы для самопроверки • 1. Каковы основные постулаты метрологии? • 2. Приведите классификацию видов измерений • 3. Приведите классификацию методов измерений 20 Рекомендованная литература • Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2004 • Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. – 8-е изд. – Л.: Политехника, 2001 • Cергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Уч. Пособие. – М.: Логос, 2008 • Федеральный закон РФ “О техническом регулировании” от 27.12.2002 № 184-ФЗ • Закон РФ “Об обеспечении единства измерений” от 27.04.93 № 4871-1 (2003) • ГОСТ 25346-89. Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Общие положения, ряды допусков и основные отклонения 21