Измерванията се различават по метода на получаване на информация, по естеството на промените в измерената стойност по време на процеса на измерване, по количеството на измервателната информация, по отношение на основните единици.

Според начина на получаване на информация измерванията се разделят на преки, непреки, кумулативни и съвместни.

Директни измервания -това е пряко сравнение на физическа величина с нейната мярка. Например, когато се определя дължината на обект с линийка, желаната стойност (количествен израз на стойността на дължината) се сравнява с мярката, т.е. владетел.

Косвени измерваниясе различават от директните по това, че желаната стойност на количеството се задава според резултатите от директните измервания на такива количества, които са свързани с желаната специфична зависимост , Така че, ако измервате тока с амперметър и напрежението с волтметър , тогава чрез известната функционална връзка на трите посочени величини можете да изчислите мощността на електрическата верига.

Кумулативни измерванияса свързани с решението на система от уравнения, съставена от резултатите от едновременни измервания на няколко хомогенни величини. Решението на системата от уравнения позволява да се изчисли желаната стойност.

Ставни измервания -това са измервания на две или повече нехомогенни физични величини за определяне на връзката между тях.

Кумулативните и съвместните измервания често се използват при измерването на различни параметри и характеристики в областта на електротехниката.

Според характера на изменението на измерваната величина в процеса на измерване се различават статистически, динамични и статични измервания.

Статистически измерваниясвързани с определянето на характеристиките на случайни процеси, звукови сигнали, ниво на шум и др.

Статични измерваниявъзникват, когато измерената стойност е практически постоянна.

Динамични измерванияса свързани с такива величини, които претърпяват определени промени по време на процеса на измерване.

Идеалните статични и динамични измервания са рядкост на практика.

Според количеството измервателна информация се разграничават единични и многократни измервания.

Единични измервания- това е едно измерване на една величина, т.е. броят на измерванията е равен на броя на измерените стойности. Практическа употребаТози тип измерване винаги е свързано с големи грешки, така че трябва да се направят поне три единични измервания и крайният резултат трябва да се намери като средно аритметично.

Множество измерванияхарактеризиращ се с превишаване на броя на измерванията на броя на измерените величини. Обикновено минималният брой измервания в този случай е повече от три. Предимството на многократните измервания е значително намаляване на влиянието на случайни фактори върху грешката на измерване.

Във връзка с основните мерни единици те се делят на абсолютни и относителни.

Абсолютни измерваниясе наричат ​​тези, при които се използва директно измерване на една (понякога няколко) основна величина и физическа константа. И така, в добре известната формула на Айнщайн E \u003d mc 2тегло ( м) е основната физическа величина, която може да бъде измерена директно (чрез претегляне), а скоростта на светлината ( ° С) е физическа константа.

Относителни измерваниясе основават на установяване на отношението на измерената величина към хомогенната величина, използвана като единица. Естествено желаната стойност зависи от използваната мерна единица.

Такива понятия като "скала на измерванията", "принцип на измерванията", "метод на измерване" са свързани с измерванията.

Скала за измерванее подреден набор от стойности на физическо количество, което служи като основа за неговото измерване. Нека обясним тази концепция, използвайки примера на температурните скали.

В скалата на Целзий температурата на топене на леда се приема като референтна точка, а точката на кипене на водата се приема като основен интервал (референтна точка). Една стотна от този интервал е единицата за температура (градус Целзий). В температурната скала на Фаренхайт за отправна точка се приема температурата на топене на смес от лед и амоняк (или готварска сол), а за отправна точка се приема нормалната телесна температура на здрав човек. Единицата за температура (градус по Фаренхайт) е една деветдесет и шеста от основния интервал. По тази скала точката на топене на леда е +32°F, а точката на кипене на водата е +212°F. Така, ако по скалата на Целзий разликата между точката на кипене на водата и топенето на леда е 100°C, то по Фаренхайт тя е 180°F. В този пример виждаме ролята на възприетата скала както в количествената стойност на измерената стойност, така и в аспекта на осигуряване на еднаквост на измерванията. В този случай е необходимо да се намери съотношението на размерите на единиците, за да се сравнят резултатите от измерването, т.е. t до F/t°C.

В метрологичната практика са известни няколко вида скали: скала на имената, скала на порядъка, скала на интервали, скала на съотношения и др.

Мащаб на име -това е вид качествена, а не количествена скала, не съдържа нула и мерни единици. Пример е атласът на цветята (цветна скала). Процесът на измерване се състои във визуално сравнение на боядисания обект с цветни проби (референтни проби на атласа

цветове). Тъй като всеки цвят има много опции, подобно сравнение е по силите на опитен експерт, който има не само практически опит, но и чрез съответните специални характеристики на зрителните способности

мащаб на поръчкатахарактеризира стойността на измерената величина в точки (скала на земетресения, сила на вятъра, твърдост на физически тела и др.).

Интервална скала(разлики) има условни нулеви стойности, а интервалите се задават по споразумение. Такива скали са времевата скала, скала на дължината.

Мащаб на връзкатаима естествена нулева стойност, а мерната единица се определя по споразумение. Например масова везна (обикновено казваме "теглилки"), започваща от нула, може да бъде градуирана по различни начини в зависимост от изискваната точност на претеглянето. Сравнете битови и аналитични

9. Средства за измерване и техните характеристики

IN научна литературасредствата за технически измервания са разделени на три големи групи. Това са: мерки, калибри и универсални средства за измерване, които включват средства за измерване, средства за контрол и измерване (КИП) и системи.

1. Мярката е средство за измерване, което е предназначено да възпроизвежда физическата величина с предписан размер. Мерките включват плоскопаралелни мерки за дължина (плочки) и ъглови мерки.

2. Калибрите са някои устройства, чиято цел е да се използват за контрол и търсене в необходимите граници на размерите, относителните позиции на повърхностите и формата на частите. По правило те се разделят на: гладки гранични габарити (скоби и тапи), както и резбовани габарити, които включват резбови пръстени или скоби, резбовани тапи и др.

3. Измервателно устройство, представено под формата на устройство, което генерира сигнал за измервателна информация във форма, разбираема за възприятието на наблюдателите.

4. Измервателна система, разбирана като определен набор от измервателни уреди и някои спомагателни устройства, които са свързани помежду си чрез комуникационни канали. Той е предназначен да произвежда измервателни информационни сигнали във форма, която е подходяща за автоматична обработка, както и за излъчване и приложение в автоматични системиуправление.

5. Универсални измервателни уреди, чиято цел се използва за определяне на действителните размери. Всеки универсален измервателен инструмент се характеризира със своето предназначение, принцип на работа, тоест физическият принцип, който е в основата на неговата конструкция, конструктивни характеристики и метрологични характеристики.

При контролното измерване на ъглови и линейни индикатори се използват директни измервания; по-рядко се използват относителни, косвени или кумулативни измервания. В научната литература сред методите за директно измерване, като правило, се разграничават следните:

1) метод за пряка оценка, който е метод, при който стойността на количеството се определя от устройството за отчитане на измервателното устройство;

2) метод на сравнение с мярка, който се разбира като метод, при който дадена стойност може да се сравни със стойността, възпроизведена от мярката;

3) методът на добавяне, който обикновено се разбира като метод, при който стойността на получената стойност се допълва от мярка със същата стойност, така че инструментът, използван за сравнение, се влияе от тяхната сума, равна на предварително определена стойност;

4) диференциален метод, който се характеризира с измерване на разликата между дадена стойност и известна стойност, възпроизводима мярка. Методът дава резултат с доста висока степен на точност при използване на груби измервателни уреди;

5) нулевият метод, който всъщност е подобен на диференциалния метод, но разликата между дадената стойност и мярката се свежда до нула. Освен това нулевият метод има известно предимство, тъй като мярката може да бъде многократно по-малка от измерената стойност;

6) метод на заместване, който е сравнителен метод с мярка, при който измерената стойност се заменя с известна стойност, която се възпроизвежда от мярката. Спомнете си, че има и нестандартизирани методи. Тази група обикновено включва следното:

1) методът на противопоставяне, който предполага метод, при който дадената стойност, както и стойността, възпроизведена от мярката, едновременно действат върху устройството за сравнение;

2) методът на съвпадението, характеризиращ се като метод, при който разликата между сравняваните стойности се измерва с помощта на съвпадение на знаци на скалите или периодични сигнали.

10. Класификация на средствата за измерване

Измервателен уред (SI)- това е технически инструмент или набор от инструменти, използвани за извършване на измервания и има нормализирани метрологични характеристики. С помощта на измервателни уреди една физическа величина може не само да бъде открита, но и измерена.

Измервателните уреди се класифицират по следните критерии:

1) според методите на конструктивно изпълнение;

2) според метрологичното предназначение.

Според методите на конструктивно изпълнение измервателните уреди се разделят на:

1) мерки за величина;

2) измервателни преобразуватели;

3) средства за измерване;

4) измервателни инсталации;

5) измервателни системи.

Мерки за големина- това са измервателни уреди с определен фиксиран размер, използвани повторно за измерване. Разпределете:

1) недвусмислени мерки;

2) многозначни мерки;

3) набори от мерки.

Редица мерки, технически представляващи едно устройство, в което е възможно да се комбинират съществуващите мерки по различни начини, се нарича запас от мерки.

Обектът на измерване се сравнява с мярката с помощта на компаратори (технически средства). Например балансовата скала е компаратор.

Стандартните проби (RS) принадлежат към еднозначни мерки. Има два вида стандартни проби:

1) стандартни проби от състава;

2) стандартни модели на свойства.

Референтен материал за състав или материал- това е проба с фиксирани стойности на количества, които отразяват количествено съдържанието в вещество или материал на всички негови съставни части.

Стандартна проба от свойствата на вещество или материал е проба с фиксирани стойности на количества, които отразяват свойствата на вещество или материал (физични, биологични и др.).

Всеки стандартен образец трябва задължително да премине метрологична сертификация в органите на метрологичната служба, преди да може да бъде използван.

Справочните материали могат да се прилагат на различни нива и в различни области. Разпределете:

1) междудържавни SO;

2) държавни SO;

3) индустрия SS;

4) СО на организацията (предприятието).

Измервателни преобразуватели (IP)- това са средства за измерване, които изразяват измерената стойност чрез друга стойност или я преобразуват в сигнал на измервателна информация, който по-късно може да бъде обработен, преобразуван и съхранен. Измервателните преобразуватели могат да преобразуват измерената стойност по различни начини. Разпределете:

1) аналогови преобразуватели (AP);

2) цифрово-аналогови преобразуватели (DAC);

3) аналогово-цифрови преобразуватели (ADC). Измервателните преобразуватели могат да заемат различни позиции в измервателната верига. Разпределете:

1) първични измервателни преобразуватели, които са в пряк контакт с измервателния обект;

2) междинни измервателни преобразуватели, които се намират след първичните преобразуватели. Първичният измервателен преобразувател е технически изолиран, от него в измервателната верига постъпват сигнали, съдържащи измервателна информация. Основният измервателен преобразувател е сензор. Конструктивно сензорът може да бъде разположен доста далеч от следващия междинен измервателен уред, който трябва да приема неговите сигнали.

Задължителни свойства на измервателния преобразувател са нормализирани метрологични свойства и влизане в измервателната верига.

Измервателен уреде средство за измерване, чрез което се получава стойността на физическа величина, принадлежаща към фиксиран диапазон. Дизайнът на устройството обикновено съдържа устройство, което преобразува измерената стойност с нейните показания в оптимално лесна за разбиране форма. За извеждане на измервателна информация в дизайна на устройството се използва например скала със стрелка или цифров индикатор, чрез който се записва стойността на измерената стойност. В някои случаи измервателното устройство се синхронизира с компютър и след това информацията от измерването се извежда на дисплея.

В съответствие с метода за определяне на стойността на измереното количество се разграничават:

1) измервателни уреди с пряко действие;

2) измервателни уреди за сравнение.

Измервателни инструменти с директно действие- това са устройства, с помощта на които е възможно да се получи стойността на измерваната величина директно върху отчитащото устройство.

Сравнителен измервателен уреде устройство, с помощта на което стойността на измерена величина се получава чрез сравнение с известна величина, съответстваща на нейната мярка.

Измервателните уреди могат да показват измерената стойност по различни начини. Разпределете:

1) показване на измервателни уреди;

2) записващи измервателни уреди.

Разликата между тях е, че с помощта на показващо измервателно устройство е възможно само да се отчитат стойностите на измерената стойност, а конструкцията на записващото измервателно устройство позволява и запис на резултатите от измерването, например чрез на диаграма или чертеж върху някакъв носител на информация.

Устройство за четене- структурно изолирана част от измервателния уред, която е предназначена за отчитане на показанията. Четящото устройство може да бъде представено чрез скала, показалец, дисплей и др. Четящите устройства се разделят на:

1) устройства за отчитане на скала;

2) цифрови четящи устройства;

3) регистриране на четящи устройства. Устройствата за отчитане на мащаба включват скала и показалец.

Мащаб- това е система от марки и съответните им последователни цифрови стойности на измереното количество. Основните характеристики на скалата:

1) броят на деленията на скалата;

2) дължина на разделението;

3) цена на разделяне;

4) обхват на индикация;

5) обхват на измерване;

6) граници на измерване.

Мащабно делениее разстоянието от един знак на скалата до следващия знак.

Дължина на разделението- това е разстоянието от една ос до следващата по въображаема линия, която минава през центровете на най-малките знаци на тази скала.

Стойност на делението на скалатае разликата между стойностите на две съседни стойности в дадена скала.

Диапазон на набиранее диапазонът от стойности на скалата, чиято долна граница е началната стойност на дадената скала, а горната е крайната стойност на дадената скала.

Обхват на измерванее диапазонът от стойности, в рамките на който се установява нормализирана максимално допустима грешка.

Граници на измерванее минималната и максималната стойност на диапазона на измерване.

Почти еднакъв мащаб- това е скала, в която цените на делението се различават с не повече от 13% и която е с фиксирана цена на делене.

Значително неравномерен мащабе скала, в която деленията са стеснени и за чиито деления стойността на изходния сигнал е половината от сбора на границите на обхвата на измерване.

Има следните видове скали на измервателни уреди:

1) едностранна скала;

2) двустранна скала;

3) симетричен мащаб;

4) безнулева скала.

Едностранна скалае скала с нула в началото.

двустранна скалае скала, в която нулата не е в началото на скалата.

Симетричен мащабе скала с нула в центъра.

Настройка за измерване- това е средство за измерване, което представлява набор от мерки, ИП, измервателни уреди и др., изпълняващи подобни функции, използвани за измерване на фиксиран брой физически величини и събрани на едно място. Ако измервателната настройка се използва за тестване на продукта, това е тестов стенд.

Измервателна система- това е средство за измерване, което е комбинация от мерки, IP, средства за измерване и др., изпълняващи подобни функции, разположени в различни частиопределено пространство и предназначени за измерване на определен брой физически величини в дадено пространство.

Според метрологичното предназначение средствата за измерване се делят на:

1) работни измервателни уреди;

2) стандарти.

Работни измервателни уреди (RSI)са измервателните уреди, използвани за извършване на технически измервания. Работните измервателни уреди могат да се използват при различни условия. Разпределете:

1) лабораторни измервателни уреди, които се използват в научните изследвания;

2) производствени измервателни уреди, които се използват за контрол на потока от различни технологични процесии качество на продукта;

3) полеви измервателни уреди, които се използват при експлоатацията на самолети, автомобили и др технически средства.

Към всеки отделен тип работни измервателни уреди се налагат определени изисквания. Изискванията за лабораторни работни измервателни уреди са висока степен на точност и чувствителност, за индустриални RSI - висока степен на устойчивост на вибрации, удари, температурни промени, за полеви RSI - стабилност и правилна работа при различни температурни условия, устойчивост на високи ниво на влажност.

Стандарти- това са измервателни уреди с висока степен на точност, използвани в метрологичните изследвания за предаване на информация за размера на единица. По-точните средства за измерване предават информация за размера на единицата и т.н., като по този начин образуват вид верига, във всяка следваща връзка, от която точността на тази информация е малко по-малка, отколкото в предишната.

Информацията за размера на единицата се предава по време на проверката на измервателните уреди. Проверката на средствата за измерване се извършва с цел да се потвърди тяхната годност.

11. Метрологични характеристики на средствата за измерване и тяхното стандартизиране

Метрологични свойства на средствата за измерване- това са свойства, които оказват пряко влияние върху резултатите от измерванията, извършвани с тези средства, и върху грешката на тези измервания.

Количествените метрологични свойства се характеризират с показатели за метрологични свойства, които са техните метрологични характеристики.

Метрологичните характеристики, одобрени от ND, са стандартизирани метрологични характеристики Метрологичните свойства на средствата за измерване се разделят на:

1) свойства, които определят обхвата на измервателните уреди:

2) свойства, които определят точността и коректността на получените резултати от измерването.

Свойствата, които определят обхвата на приложение на средствата за измерване, се определят от следните метрологични характеристики:

1) обхват на измерване;

2) праг на чувствителност.

Обхват на измерване- това е диапазонът от стойности на количеството, в който се нормализират граничните стойности на грешките. Долната и горната (дясна и лява) граници на измерванията се наричат ​​долна и горна граница на измерванията.

Праг на чувствителност- това е минималната стойност на измерената стойност, която може да причини забележимо изкривяване на получения сигнал.

Свойствата, които определят прецизността и коректността на получените резултати от измерването, се определят от следните метрологични характеристики:

1) коректността на резултатите;

2) прецизност на резултатите.

Точността на резултатите, получени от определени измервателни уреди, се определя от тяхната грешка.

Грешка на измервателните уреди- това е разликата между резултата от измерването на дадена величина и реалната (действителната) стойност на тази величина. За работещ измервателен уред реалната (валидна) стойност на измереното количество е показанието на работния стандарт от по-ниско ниво. По този начин базата за сравнение е стойността, показана от измервателния уред, която е по-висока в схемата за проверка от тестваното измервателно устройство.

Q n \u003d Q n? Q 0,

където AQ n е грешката на тестваното средство за измерване;

Q n - стойността на определена величина, получена с помощта на тестваното средство за измерване;

Нормиране на метрологичните характеристики- това е регулирането на границите на отклонения на стойностите на реалните метрологични характеристики на измервателните уреди от техните номинални стойности. Основната цел на стандартизацията на метрологичните характеристики е да се осигури тяхната взаимозаменяемост и еднаквост на измерванията. Стойностите на реалните метрологични характеристики се установяват по време на производството на измервателни уреди, в бъдеще, по време на работа на измервателни уреди, тези стойности трябва да бъдат проверени. В случай, че една или повече от нормализираните метрологични характеристики излизат извън регламентираните граници, измервателният уред трябва незабавно да се настрои или да се изтегли от експлоатация.

Стойностите на метрологичните характеристики се регулират от съответните стандарти на средствата за измерване. Освен това метрологичните характеристики се нормализират отделно за нормални и експлоатационни условия за използване на средствата за измерване. Нормалните условия на употреба са условия, при които се променят метрологичните характеристики поради експозиция външни фактори(външни магнитни полета, влажност, температура) могат да бъдат пренебрегнати. Работните условия са условия, при които изменението на въздействащите величини има по-широк диапазон.

12. Метрологично осигуряване, неговите основи

Метрологичното осигуряване, или съкратено МО, е създаването и използването на научни и организационни основи, както и редица технически средства, норми и правила, необходими за спазване на принципа на единство и изискваната точност на измерванията. Към днешна дата развитието на МО се движи в посока на преход от съществуващата тясна задача за осигуряване на единството и изискваната точност на измерванията към новата задача за осигуряване на качеството на измерванията. Този термин обаче е приложим и под формата на понятието "метрологична поддръжка на технологичния процес (производство, организация)", което предполага измервания на МО (тестове или контрол) в този процес, производство, организация. Обектът на МО може да се счита за всички етапи от жизнения цикъл (LC) на продукт (продукт) или услуга, където жизненият цикъл се възприема като определен набор от последователни взаимосвързани процеси на създаване и промяна на състоянието на продукт от формулиране на първоначалните изисквания към него до края на експлоатацията или потреблението. Често на етапа на разработване на продукта, за да се постигне висококачествен продукт, се прави избор на контролирани параметри, стандарти за точност, допуски, измервателни инструменти, контрол и изпитване. И в процеса на разработване на MO е желателно да се използва систематичен подход, при който определената подкрепа се разглежда като определен набор от взаимосвързани процеси, обединени от една цел. Тази цел е да се постигне необходимото качество на измерване. В научната литература като правило се разграничават редица такива процеси:

1) установяване на обхвата на измерваните параметри, както и най-подходящите стандарти за точност за контрол на качеството на продукта и контрол на процеса;

2) предпроектно проучване и избор на средства за измерване, изпитвания и контрол и установяване на тяхната рационална номенклатура;

3) стандартизация, унификация и агрегатиране на използваната контролно-измервателна апаратура;

4) разработване, внедряване и сертифициране на съвременни методи за извършване на измерване, изпитване и контрол (MVI);

5) проверка, метрологично сертифициране и калибриране на KIO или уреди, както и тестова екипировкаизползвани в предприятието;

6) контрол върху производството, състоянието, използването и ремонта на КИО, както и върху стриктното спазване на правилата на метрологията и стандартите в предприятието;

7) участие в процеса на създаване и внедряване на корпоративни стандарти;

8) въвеждане на международни, държавни, индустриални стандарти, както и други нормативни документи на Държавния стандарт;

9) извършване на метрологична проверка на проекти на проектна, технологична и нормативна документация;

10) анализ на състоянието на измерванията, разработване на негова основа и прилагане на различни мерки за подобряване на МО;

11) обучение на служители на съответните служби и подразделения на предприятието за извършване на контролно-измервателни операции.

Организирането и провеждането на всички събития в Московска област е прерогатив на метрологичните служби. Метрологичната поддръжка се основава на четири нива. Всъщност в научната литература те носят подобно наименование – основите. И така, това са научните, организационните, нормативните и техническите основи. Специално вниманиеБих искал да се обърна към организационните основи на метрологичната поддръжка. Организационните служби за метрологична поддръжка включват Държавната метрологична служба и Ведомствената метрологична служба.

Държавната метрологична служба, или накратко GMS, отговаря за осигуряването на метрологични измервания в Русия на междусекторно ниво, а също така извършва контролни и надзорни дейности в областта на метрологията. HMS включва:

1) държавни научни метрологични центрове (SSMC), метрологични изследователски институти, отговорни в съответствие със законодателната рамка за прилагането, съхранението и създаването на държавни стандарти и разработването на правила за поддържане на еднаквостта на измерванията във фиксирана форма на измервания;

2) органи на Държавната миграционна служба на територията на републиките, които са част от Руската федерация, органи на автономни области, органи на автономни окръзи, области, територии, градове Москва и Санкт Петербург.

Основната дейност на органите на ХМС е насочена към осигуряване на единството на измерванията в страната. Включва създаването на държавни и вторични стандарти, разработването на системи за прехвърляне на размерите на фотоволтаични единици към работещи измервателни уреди, държавен надзор върху състоянието, употребата, производството и ремонта на измервателни уреди, метрологично изследване на документацията и най-важните видове продукти, методически указания за МС на юридическите лица. HMS се управлява от Госстандарт.

Ведомствена метрологична служба, която в съответствие с разпоредбите на Закона „За осигуряване на единството на измерванията" може да бъде създадена в предприятие за осигуряване на МО. Тя трябва да се ръководи от представител на администрацията с подходящи знания и правомощия. е задължително. Такива области на дейност включват:

1) здравеопазване, ветеринарна медицина, сигурност заобикаляща среда, поддържане на безопасността на труда;

2) търговски операции и взаимни разплащания между продавачи и купувачи, които като правило включват транзакции с използване на игрални автомати и други устройства;

3) държавни счетоводни операции;

4) защита на държавата;

5) геодезически и хидрометеорологични работи;

6) банкови, митнически, данъчни и пощенски операции;

7) производство на продукти, доставени по договори за нуждите на държавата в съответствие със законодателната рамка на Руската федерация;

8) контрол и изпитване на качеството на продукта за осигуряване на съответствие със задължителните изисквания държавни стандарти RF;

9) безотказно сертифициране на стоки и услуги;

10) измервания, извършвани от името на редица държавни агенции: съдилища, арбитраж, прокуратура, държавни органи на Руската федерация;

11) регистрационни дейности, свързани с национални или международни рекорди в областта на спорта. Метрологичната служба на държавния орган на управление включва следните компоненти:

1) структурни подразделения на главния метролог като част от централния офис на държавния орган;

2) ръководители и базови организации на метрологични услуги в отрасли и подотрасли, определени от управителния орган;

3) метрологично обслужване на предприятия, сдружения, организации и учреждения.

Друг важен раздел на IR са неговите научни и методологични основи. По този начин основният компонент на тези фондации са Държавните научни метрологични центрове (SSMC), които се създават от предприятия и организации под юрисдикцията на Държавния стандарт или техните структурни подразделенияизвършване на различни операции по създаването, съхранението, подобряването, прилагането и съхранението на държавни стандарти за единици величини и в допълнение разработването на регулаторни правила за осигуряване на еднаквост на измерванията, като в състава има висококвалифициран персонал. По правило предоставянето на статут на GNMC на предприятие не засяга неговата форма на собственост и организационни и правни форми, а само означава, че те са включени в група обекти, които имат специални форми на държавна подкрепа. Основните функции на SSMC са следните:

1) създаване, усъвършенстване, прилагане и съхранение на държавни стандарти за единици количества;

2) извършване на приложни и фундаментални изследвания и разработки в областта на метрологията, което може да включва създаването на различни експериментални инсталации, начални мерки и скали за осигуряване на еднаквост на измерванията;

3) прехвърляне от държавни стандарти на първоначални данни за размера на единиците количества;

4) провеждане на държавни изпитвания на средства за измерване;

5) разработване на оборудване, необходимо за HMS;

6) развитие и усъвършенстване на регулаторни, организационни, икономически и научни основидейности, насочени към осигуряване на еднаквост на измерванията в зависимост от специализацията;

7) взаимодействие с метрологичната служба на федералните изпълнителни органи, организации и предприятия, които имат статут на юридическо лице;

8) предоставяне на информация за еднаквостта на измерванията на предприятията и организациите

9) организиране на различни събития, свързани с дейността на ГСВЧ, ГССД и ГССО;

10) провеждане на проверка на раздели на Министерството на отбраната на федерални и други програми;

11) организиране на метрологични изследвания и измервания по искане на редица държавни органи: съд, арбитраж, прокуратура или федерални изпълнителни органи;

12) обучение и преквалификация на висококвалифициран персонал;

13) участие в сравняването на държавни стандарти с национални стандарти, налични в редица чужди страни, както и участие в разработването на международни норми и правила.

Дейността на ССМК се регламентира с постановление на правителството Руска федерацияот 12 февруари 1994 г., № 100.

Важен компонент на основата на MO са, както беше споменато по-горе, методически инструкции и ръководства, които означават нормативни документи с методологично съдържание, разработени от организации, подчинени на Държавния стандарт на Руската федерация. И така, в областта на научните и методически основи на метрологичната поддръжка Държавният стандарт на Русия организира:

1) извършва научноизследователска дейност и развойна дейност в определените области на дейност, а също така установява правилата за извършване на работа по метрология, стандартизация, акредитация и сертификация, както и държавен контрол и надзор в подчинени области, предоставя методологично ръководство за тези върши работа;

2) осигурява методическо ръководство за обучение в областта на метрологията, сертификацията и стандартизацията, установява изисквания за степента на квалификация и компетентност на персонала. Организира обучението, преквалификацията и повишаването на квалификацията на специалисти.

13. Грешка в измерването

На практика използването на измерванията е много важен показателтяхната точност става, което е степента на близост на резултатите от измерването до някаква реална стойност, която се използва за качествено сравнение на измервателните операции. И като количествена оценка, като правило, се използва грешката на измерване. Освен това, колкото по-малка е грешката, толкова по-висока точност се счита.

Според закона на теорията на грешките, ако е необходимо да се увеличи точността на резултата (с изключена систематична грешка) 2 пъти, тогава броят на измерванията трябва да се увеличи 4 пъти; ако се изисква точността да се увеличи 3 пъти, тогава броят на измерванията се увеличава 9 пъти и т.н.

Процесът на оценка на грешката на измерване се счита за една от най-важните дейности за осигуряване на еднаквост на измерванията. Естествено, има огромен брой фактори, които влияят върху точността на измерването. Следователно всяка класификация на грешките при измерване е доста произволна, тъй като често, в зависимост от условията на процеса на измерване, грешките могат да се появят в различни групи. В този случай, според принципа на зависимост от формата, тези изрази на грешката на измерване могат да бъдат: абсолютни, относителни и намалени.

Освен това, въз основа на зависимостта от естеството на проявата, причините и възможностите за отстраняване на грешките при измерване, те могат да бъдат компоненти.В този случай се разграничават следните компоненти на грешката: систематични и случайни.

Систематичният компонент остава постоянен или се променя при последващи измервания на същия параметър.

Случайният компонент се променя с повтарящи се промени в същия параметър на случаен принцип. И двата компонента на грешката на измерване (както случайна, така и систематична) се появяват едновременно. Освен това стойността на случайната грешка не е известна предварително, тъй като може да възникне поради редица неуточнени фактори.Този тип грешка не може да бъде напълно изключена, но тяхното влияние може да бъде донякъде намалено чрез обработка на резултатите от измерването.

Систематичната грешка, и това е нейната особеност, в сравнение със случайната грешка, която се открива независимо от нейните източници, се разглежда по компоненти във връзка с източниците на възникване.

Компонентите на грешката също могат да бъдат разделени на: методологични, инструментални и субективни. Субективните систематични грешки са свързани с индивидуалните характеристики на оператора. Такава грешка може да възникне поради грешки в четенето на показанията или неопитността на оператора. Основно системните грешки възникват поради методологичните и инструменталните компоненти. Методологичният компонент на грешката се определя от несъвършенството на метода за измерване, методите за използване на SI, неправилността на формулите за изчисление и закръгляването на резултатите. Инструменталният компонент се появява поради присъщата грешка на MI, определена от класа на точност, влиянието на MI върху резултата и разделителната способност на MI. Има и такова нещо като "груби грешки или пропуски", които могат да се появят поради погрешни действия на оператора, неизправност на измервателния уред или непредвидени промени в ситуацията на измерване. Такива грешки, като правило, се откриват в процеса на преглед на резултатите от измерването по специални критерии. Важен елементТази класификация е предотвратяването на грешки, разбирано като най-рационалният начин за намаляване на грешките, е да се елиминира влиянието на всеки фактор.

14. Видове грешки

Има следните видове грешки:

1) абсолютна грешка;

2) относителна грешка;

3) намалена грешка;

4) основна грешка;

5) допълнителна грешка;

6) систематична грешка;

7) случайна грешка;

8) инструментална грешка;

9) методическа грешка;

10) лична грешка;

11) статична грешка;

12) динамична грешка.

Грешките при измерване се класифицират според следните критерии.

Според метода на математическото изразяване грешките се делят на абсолютни грешки и относителни грешки.

Според взаимодействието на промените във времето и входната стойност, грешките се разделят на статични грешки и динамични грешки.

Според характера на появата на грешките те се делят на систематични грешки и случайни грешки.

Абсолютна грешкае стойността, изчислена като разлика между стойността на количеството, получено по време на процеса на измерване, и реалната (действителната) стойност на даденото количество.

Абсолютната грешка се изчислява по следната формула:

Q n \u003d Q n? Q 0,

където AQ n е абсолютната грешка;

Q н- стойността на определена величина, получена в процеса на измерване;

Q 0 - стойността на същото количество, взето като база за сравнение (реална стойност).

Абсолютна грешка на мяркатае стойността, изчислена като разлика между числото, което е номиналната стойност на мярката, и реалната (действителната) стойност на количеството, възпроизведено от мярката.

Относителна грешкае число, което отразява степента на точност на измерването.

Относителната грешка се изчислява по следната формула:

където? Q е абсолютната грешка;

Q 0 е реалната (действителната) стойност на измерената величина.

Намалена грешкае стойността, изчислена като отношение на стойността на абсолютната грешка към нормализиращата стойност.

Нормализиращата стойност се определя, както следва:

1) за средства за измерване, за които е одобрена номинална стойност, тази номинална стойност се приема като нормализираща стойност;

2) за средства за измерване, в които нулевата стойност е разположена на ръба на скалата за измерване или извън скалата, нормализиращата стойност се приема равна на крайната стойност от диапазона на измерване. Изключение правят измервателните уреди със значително неравномерна скала на измерване;

3) за измервателни уреди, в които нулевата маркировка се намира в обхвата на измерване, нормализиращата стойност се приема равна на сумата от крайните числени стойности на обхвата на измерване;

4) за измервателни уреди (измервателни уреди), в които скалата е неравномерна, нормализиращата стойност се приема равна на цялата дължина на измервателната скала или дължината на тази част от нея, която съответства на обхвата на измерване. След това абсолютната грешка се изразява в единици за дължина.

Грешката при измерване включва инструментална грешка, методологична грешка и грешка при четене. Освен това грешката при четене възниква поради неточността при определяне на фракциите на делене на скалата за измерване.

Инструментална грешка- това е грешката, възникваща поради грешки, допуснати в производствения процес на функционалните части на уредите за измерване на грешки.

Методическа грешкае грешка поради следните причини:

1) неточност при изграждането на модел на физическия процес, на който се основава измервателният уред;

2) неправилно използване на измервателни уреди.

Субективна грешка- това е грешка, произтичаща от ниската степен на квалификация на оператора на измервателния уред, както и поради грешката на зрителните органи на човека, т.е човешкият фактор е причина за субективната грешка.

Грешките във взаимодействието на промените във времето и входната стойност се разделят на статични и динамични грешки.

Статична грешка- това е грешката, която възниква в процеса на измерване на постоянна (не променяща се във времето) стойност.

Динамична грешка- това е грешка, числената стойност на която се изчислява като разликата между грешката, която възниква при измерване на непостоянна (променлива във времето) величина, и статична грешка (грешката в стойността на измерената величина при определен момент от време).

Според характера на зависимостта на грешката от въздействащите величини грешките се делят на основни и допълнителни.

Основна грешкае грешката, получена при нормални условия на работа на измервателния уред (при нормални стойности на влияещите величини).

Допълнителна грешка- това е грешката, която възниква, когато стойностите на влияещите величини не съответстват на техните нормални стойности или ако влияещата величина излиза извън границите на зоната на нормалните стойности.

Нормални условияса условията, при които всички стойности на влияещите величини са нормални или не излизат извън границите на диапазона на нормалните стойности.

Условията на труд- това са условия, при които изменението на въздействащите величини има по-широк диапазон (стойностите на въздействащите не излизат извън границите работна зонастойности).

Работен обхват на стойностите на въздействащото количествое диапазонът от стойности, в който се нормализират стойностите на допълнителната грешка.

Според характера на зависимостта на грешката от входната стойност грешките се разделят на адитивни и мултипликативни.

Допълнителна грешка- това е грешката, която възниква поради сумирането на числови стойности и не зависи от стойността на измереното количество, взето по модул (абсолютно).

Мултипликативна грешка- това е грешка, която се променя заедно с промяната в стойностите на измерваното количество.

Трябва да се отбележи, че стойността на абсолютната адитивна грешка не е свързана със стойността на измерваната величина и чувствителността на измервателния уред. Абсолютните адитивни грешки са непроменени в целия диапазон на измерване.

Стойността на абсолютната адитивна грешка определя минималната стойност на величината, която може да бъде измерена от измервателния уред.

Стойностите на мултипликативните грешки се променят пропорционално на промените в стойностите на измереното количество. Стойностите на мултипликативните грешки също са пропорционални на чувствителността на измервателния уред.Множителната грешка възниква поради влиянието на влияещите величини върху параметричните характеристики на елементите на уреда.

Грешките, които могат да възникнат по време на процеса на измерване, се класифицират според естеството на тяхното възникване. Разпределете:

1) систематични грешки;

2) случайни грешки.

Груби грешки и пропуски също могат да се появят в процеса на измерване.

Систематична грешка- това е неразделна част от цялата грешка на резултата от измерването, която не се променя или се променя естествено при многократни измервания на същата стойност. Обикновено системната грешка се опитва да бъде отстранена. възможни начини(например чрез използване на методи за измерване, които намаляват вероятността от възникването му), но ако системната грешка не може да бъде изключена, тогава тя се изчислява преди началото на измерванията и се правят подходящи корекции на резултата от измерването. В процеса на нормализиране на системната грешка се определят границите на нейните допустими стойности. Систематичната грешка определя правилността на измерванията на средствата за измерване (метрологично свойство).

Систематичните грешки в някои случаи могат да бъдат определени експериментално. След това резултатът от измерването може да бъде прецизиран чрез въвеждане на корекция.

Методите за елиминиране на систематични грешки са разделени на четири вида:

1) отстраняване на причините и източниците на грешки преди началото на измерванията;

2) отстраняване на грешки в процеса на вече започнало измерване чрез методи на заместване, компенсиране на грешки в знака, противопоставяния, симетрични наблюдения;

3) коригиране на резултатите от измерването чрез извършване на корекция (отстраняване на грешката чрез изчисления);

4) определяне на границите на систематичната грешка, в случай че тя не може да бъде отстранена.

Отстраняване на причините и източниците на грешки преди началото на измерванията. Този метод е най най-добрият вариант, тъй като използването му опростява по-нататъшния ход на измерванията (няма нужда да се отстраняват грешки в процеса на вече започнало измерване или да се правят корекции на получения резултат).

За отстраняване на систематични грешки в процеса на вече започнало измерване се използват различни методи.

Метод на изменениесе основава на познаване на систематичната грешка и текущите модели на нейното изменение. При използване на този метод резултатът от измерването, получен със систематични грешки, подлежи на корекции, равни по големина на тези грешки, но противоположни по знак.

метод на заместванесе състои в това, че измерената стойност се заменя с мярка, поставена в същите условия, при които се намира обектът на измерване. Методът на заместване се използва при измерване на следните електрически параметри: съпротивление, капацитет и индуктивност.

Метод за компенсиране на грешката на знакасе състои в това, че измерванията се извършват два пъти по такъв начин, че грешката, неизвестна по големина, се включва в резултатите от измерването с обратен знак.

Контрастен методподобно на компенсация, базирана на знаци. Този метод се състои в това, че измерванията се извършват два пъти по такъв начин, че източникът на грешка при първото измерване има обратен ефект върху резултата от второто измерване.

случайна грешка- това е компонент на грешката на резултата от измерването, който се променя произволно, неравномерно при многократни измервания на една и съща стойност. Появата на случайна грешка не може да бъде предвидена и предвидена. Случайната грешка не може да бъде напълно елиминирана; тя винаги до известна степен изкривява крайните резултати от измерването. Но можете да направите резултата от измерването по-точен, като правите многократни измервания. Причината за случайна грешка може да бъде например случайна промяна на външни фактори, влияещи върху процеса на измерване. Случайна грешка при множество измервания с достатъчно висока степен на точност води до разсейване на резултатите.

Пропуски и гафовеса грешки, които са много по-големи от систематичните и случайни грешки, очаквани при дадените условия на измерване. Недостатъци и груби грешки могат да се появят поради груби грешки в процеса на измерване, техническа неизправност на измервателния уред и неочаквани промени във външните условия.

15. Качество на средствата за измерване

Качество на измервателния уред- това е нивото на съответствие на устройството с предназначението му. Следователно качеството на измервателния уред се определя от степента, в която при използване на измервателен уред се постига целта на измерването.

Основната цел на измерванетое получаването на надеждна и точна информация за обекта на измерване.

За да се определи качеството на устройството, е необходимо да се вземат предвид следните характеристики:

1) константа на устройството;

2) чувствителност на устройството;

3) праг на чувствителност на измервателния уред;

4) точността на измервателния уред.

Инструментална константа- това е определено число, умножено по показанието, за да се получи желаната стойност на измерената стойност, т.е. показанието на устройството. Константата на уреда в някои случаи се задава като стойност на делението на скалата, което е стойността на измерваната величина, съответстваща на едно деление.

Чувствителност на инструментае число, чийто числител е стойността на линейното или ъгловото движение на показалеца (ако говорим сиза цифров измервателен уред, ще има промяна в числителя числова стойност, а в знаменателя - промяната в измерената стойност, която е причинила това движение (или промяна в числовата стойност)).

Праг на чувствителност на измервателния уред- число, което е минималната стойност на измерената стойност, която уредът може да фиксира.

Точност на измервателния уред- това е характеристика, изразяваща степента на съответствие на резултатите от измерването с настоящата стойност на измерваната величина. Точността на измервателния уред се определя чрез задаване на долна и горна граница на максималната възможна грешка.

Практикува се разделянето на устройствата в класове на точност въз основа на стойността на допустимата грешка.

Клас на точност на средствата за измерване- това е обобщаваща характеристика на средствата за измерване, която се определя от границите на основните и допълнителните допустими грешки и други характеристики, които определят точността.Класовете на точност на определен тип средства за измерване са одобрени в регулаторната документация. Освен това за всеки отделен клас на точност са одобрени определени изисквания за метрологични характеристики , Комбинацията от установени метрологични характеристики определя степента на точност на измервателния уред, принадлежащ към даден клас на точност.

Класът на точност на измервателния уред се определя в процеса на неговото разработване. Тъй като метрологичните характеристики обикновено се влошават по време на работа, възможно е въз основа на резултатите от калибрирането (проверката) на измервателния уред да се понижи неговият клас на точност.

16. Грешки на средствата за измерване

Грешките на измервателните уреди се класифицират по следните критерии:

1) според начина на изразяване;

2) по естеството на проявлението;

3) във връзка с условията на използване. Според начина на изразяване се разграничават абсолютни и относителни грешки.

Абсолютната грешка се изчислява по формулата:

?Q n \u003d Q n ?Q 0,

Където ? Q n е абсолютната грешка на тестваното средство за измерване;

Q н- стойността на определена величина, получена с помощта на тестваното средство за измерване;

Q 0 - стойността на същото количество, взето като база за сравнение (реална стойност).

Относителната грешка е число, което отразява степента на точност на измервателния уред. Относителната грешка се изчислява по следната формула:

Където ? Q е абсолютната грешка;

Q 0 - реалната (действителната) стойност на измерената стойност.

Относителната грешка се изразява като процент.

Според характера на проявлението грешките се делят на случайни и систематични.

Във връзка с условията на прилагане грешките се делят на основни и допълнителни.

Основна грешка на измервателните уреди- това е грешката, която се определя, ако измервателните уреди се използват при нормални условия.

Допълнителна грешка на измервателните уреди- това е неразделна част от грешката на измервателния уред, която възниква допълнително, ако някоя от въздействащите величини надхвърли нормалната си стойност.

17. Метрологично осигуряване на измервателни системи

Метрологично осигуряване- това е утвърждаването и използването на научни, технически и организационни основи, технически инструменти, норми и стандарти, за да се осигури единството и установената точност на измерванията. Метрологичното осигуряване в своя научен аспект се основава на метрологията.

Могат да се разграничат следните цели на метрологичната поддръжка:

1) постигане на по-високо качество на продукта;

2) осигуряване на най-голяма ефективност на счетоводната система;

3) осигуряване на превантивни мерки, диагностика и лечение;

4) осигуряване на ефективно управление на производството;

5) осигуряване високо нивоефективност научни трудовеи експерименти;

6) осигуряване на по-висока степен на автоматизация в областта на управлението на транспорта;

7) осигуряване на ефективното функциониране на системата за регулиране и контрол на условията на труд и живот;

8) подобряване на качеството на екологичния надзор;

9) подобряване на качеството и повишаване на надеждността на комуникациите;

10) осигуряване на ефективна система за оценка на различни природни ресурси.

Метрологична поддръжка на технически средства- Това

набор от научни и технически средства, организационни мерки и дейности, извършвани от съответните институции за постигане на единство и необходимата точност на измерванията, както и установените характеристики на техническите инструменти.

Измервателна система- измервателен уред, който е комбинация от мерки, IP, измервателни уреди и др., изпълняващи подобни функции, разположени в различни части на определено пространство и предназначени да измерват определен брой физически величини в това пространство.

Измервателните системи се използват за:

1) технически спецификацииобект на измерване, получен чрез извършване на трансформации на измерване на определен брой величини, динамично променящи се във времето и разпределени в пространството;

2) автоматизирана обработка на получените резултати от измерванията;

3) фиксиране на получените резултати от измерванията и резултатите от тяхната автоматизирана обработка;

4) прехвърляне на данни към изходните сигнали на системата. Метрологичната поддръжка на измервателните системи включва:

1) определяне и стандартизиране на метрологични характеристики за измервателни канали;

2) проверка на техническата документация за съответствие с метрологичните характеристики;

3) провеждане на изпитвания на измервателни системи за определяне на типа, към който принадлежат;

4) провеждане на изпитвания за определяне на съответствието на измервателната система с установения тип;

5) сертифициране на измервателни системи;

6) извършване на калибриране (проверка) на измервателни системи;

7) осигуряване на метрологичен контрол върху производството и използването на измервателни системи.

Измервателен канал на измервателната система- това е част от измервателната система, технически или функционално изолирана, предназначена да изпълнява определена крайна функция (например да възприеме измерената стойност или да получи число или код, който е резултат от измерванията на тази стойност). Дял:

1) прости измервателни канали;

2) сложни измервателни канали.

Опростен измервателен канале канал, който използва директен метод на измерване, реализиран чрез подредени измервателни трансформации.

В сложен измервателен канал се разграничават първична част и вторична част. В първичната част сложен измервателен канал е комбинация от определен брой прости измервателни канали. Сигнали от изхода на прости измервателни канали на първичната част се използват за индиректни, кумулативни или съвместни измервания или за получаване на сигнал, пропорционален на резултата от измерването във вторичната част.

Измервателен компонент на измервателната система- това е средство за измерване с отделно нормализирани метрологични характеристики. Пример за измервателен компонент на измервателна система е измервателен уред. Измервателните компоненти на измервателната система също включват аналогови изчислителни устройства (устройства, които извършват преобразуване на измервания). Аналоговите изчислителни устройства принадлежат към групата устройства с един или повече входове.

Измервателните компоненти на измервателните системи са от следните видове.

Свързващ компонент- това е техническо устройство или елемент от средата, използван за обмен на сигнали, съдържащи информация за измерената стойност, между компонентите на измервателната система с възможно най-малко изкривяване. Пример за свързващ компонент е телефонна линия, електропровод за високо напрежение, преходни устройства.

Изчислителен компоненте цифрово устройство (част от цифрово устройство), предназначено за извършване на изчисления, с инсталиран софтуер. Компонентът compute се използва за изчисляване

обединяване на резултатите от измерванията (директни, косвени, съвместни, кумулативни), които са число или съответен код, изчисленията се правят въз основа на резултатите от първичните трансформации в измервателната система. Компютърният компонент също така извършва логически операции и координация на измервателната система.

Сложен компоненте неразделна част от измервателната система, която е технически или териториално обединен набор от компоненти.Комплексният компонент завършва измервателните трансформации, както и изчислителните и логическите операции, които са одобрени в приетия алгоритъм за обработка на резултатите от измерванията за други цели.

Помощен компоненте техническо средство, предназначено да осигури нормалното функциониране на измервателната система, но не участва в процеса на измервателни трансформации.

Съгласно съответните GOST метрологичните характеристики на измервателната система трябва да бъдат стандартизирани за всеки измервателен канал, включен в измервателната система, както и за сложните и измервателните компоненти на измервателната система.

По правило производителят на измервателната система определя общите стандарти за метрологичните характеристики на измервателните канали на измервателната система.

Нормализираните метрологични характеристики на измервателните канали на измервателната система са предназначени за:

1) осигурява определянето на грешката на измерване с помощта на измервателни канали при работни условия;

2) да осигури ефективен контрол върху съответствието на измервателния канал на измервателната система с нормализираните метрологични характеристики по време на изпитването на измервателната система. Ако определянето или контролът на метрологичните характеристики на измервателния канал на измервателната система не може да се извърши експериментално за целия измервателен канал, нормализирането на метрологичните характеристики се извършва за съставните части на измервателния канал. Освен това комбинацията от тези части трябва да представлява цял измервателен канал

Възможно е да се нормализират характеристиките на грешката като метрологични характеристики на измервателния канал на измервателната система както при нормални условия на използване на измервателните компоненти, така и при работни условия, които се характеризират с такава комбинация от влияещи фактори, при които модулът на числената стойност на характеристиките на грешката на измервателния канал има максималната възможна стойност. За по-голяма ефективност, за междинни комбинации от влияещи фактори, характеристиките на грешката на измервателния канал също се нормализират. Тези характеристики на грешката на измервателните канали на измервателната система трябва да се проверяват чрез изчисляването им според метрологичните характеристики на компонентите на измервателната система, които съставляват измервателния канал като цяло. Освен това изчислените стойности на характеристиките на грешката на измервателните канали може да не бъдат проверени експериментално. Но въпреки това е задължително да се извършва контрол на метрологичните характеристики за всички съставни части (компоненти) на измервателната система, чиито норми са изходните данни при изчислението.

Нормализираните метрологични характеристики на сложни компоненти и измервателни компоненти трябва:

1) осигурява определянето на характеристиките на грешката на измервателните канали на измервателната система при работни условия на използване, като се използват нормализираните метрологични характеристики на компонентите;

2) гарантира, че тези компоненти се контролират ефективно по време на типово изпитване и проверка на съответствието с определени метрологични характеристики. За изчислителните компоненти на измервателната система, ако техният софтуер не е бил взет предвид в процеса на нормализиране на метрологичните характеристики, се нормализират изчислителните грешки, източникът на които е функционирането на софтуера (алгоритъм за изчисление, неговата софтуерна реализация) . За изчислителните компоненти на измервателната система могат да се нормализират и други характеристики, при условие че се вземат предвид спецификите на изчислителния компонент, които могат да повлияят на характеристиките на съставните части на грешката на измервателния канал (характеристики на компонента на грешката) , ако грешката на компонента възникне поради използването на тази програма за обработка на резултатите от измерването.

Техническата документация за работа на измервателната система трябва да включва описание на алгоритъма и програма, която работи в съответствие с описания алгоритъм. Това описание следва да позволява да се изчислят характеристиките на грешката на резултатите от измерването, като се използват характеристиките на грешката на съставната част на измервателния канал на измервателната система, разположена пред изчислителния компонент.

За свързващи компоненти на измервателната система се нормализират два вида характеристики:

1) характеристики, които осигуряват такава стойност на компонента на грешката на измервателния канал, причинена от свързващия компонент, която може да бъде пренебрегната;

2) характеристики, които позволяват да се определи стойността на компонента на грешката на измервателния канал, причинена от свързващия компонент.

18. Избор на средства за измерване

При избора на измервателни уреди, на първо място, трябва да се вземе предвид стойността на допустимата грешка за дадено измерване, установена в съответните нормативни документи.

Ако допустимата грешка не е предвидена в съответните нормативни документи, максималната допустима грешка при измерване трябва да бъде регламентирана в техническата документация на продукта.

Изборът на измервателни уреди също трябва да вземе предвид:

1) допустими отклонения;

2) методи за измерване и методи за контрол. Основният критерий за избор на измервателни уреди е съответствието на измервателните уреди с изискванията за надеждност на измерването, получаване на реални (реални) стойности на измерените количества с определена точност при минимални времеви и материални разходи.

За оптимален избор на измервателни уреди е необходимо да имате следните изходни данни:

1) номиналната стойност на измереното количество;

2) стойността на разликата между максималната и минималната стойност на измерената стойност, регламентирана в нормативната документация;

3) информация за условията за извършване на измервания.

Ако е необходимо да се избере измервателна система, ръководена от критерия за точност, тогава нейната грешка трябва да се изчисли като сума от грешките на всички елементи на системата (мерки, измервателни уреди, измервателни преобразуватели), в съответствие със закона установени за всяка система.

Предварителният избор на средства за измерване се извършва в съответствие с критерия за точност, а окончателният избор на средства за измерване трябва да отчита следните изисквания:

1) към работната зона на стойности на количества, които влияят на процеса на измерване;

2) към размерите на измервателния уред;

3) към масата на измервателния уред;

4) към дизайна на измервателния уред.

При избора на измервателни уреди е необходимо да се вземе предвид предпочитанието към стандартизирани измервателни уреди.

19. Методи за определяне и отчитане на грешки

Методите за определяне и отчитане на грешките при измерване се използват за:

1) въз основа на резултатите от измерването, получете реалната (реалната) стойност на измереното количество;

2) определяне на точността на резултатите, т.е. степента на тяхното съответствие с реалната (действителната) стойност.

В процеса на определяне и отчитане на грешките се оценяват:

1) математическо очакване;

2) стандартно отклонение.

Оценка на параметъра на точката(математическо очакване или стандартно отклонение) е оценка на параметър, който може да бъде изразен като едно число. Точковата оценка е функция на експерименталните данни и следователно самата тя трябва да бъде случайна променлива, разпределена по закон, който зависи от закона за разпределение за стойностите на първоначалната случайна променлива.

Точковите оценки са от следните видове:

1) безпристрастна точкова оценка;

2) ефективна точкова оценка;

3) последователна точкова оценка.

Безпристрастна точкова оценкае оценка на параметъра на грешката, чието математическо очакване е равно на този параметър.

Ефективна точкова оценкае точкова оценка. чиято дисперсия е по-малка от дисперсията на всяка друга оценка на този параметър.

Последователна точкова оценка- това е оценка, която с увеличаване на броя на тестовете клони към стойността на оценявания параметър.

Основните методи за определяне на оценките:

1) метод на максимална вероятност (метод на Фишер);

2) методът на най-малките квадрати.

1. Метод на максимална вероятностсе основава на идеята, че информацията за действителната стойност на измереното количество и разсейването на резултатите от измерването, получени чрез множество наблюдения, се съдържа в поредица от наблюдения.

Методът на максималната правдоподобност се състои в намиране на оценки, за които функцията на вероятността преминава през своя максимум.

Оценки на максималната вероятностса оценки на стандартното отклонение и оценки на истинската стойност.

Ако случайните грешки се разпределят според нормално разпределение, тогава оценката на максималната вероятност за истинската стойност е средната аритметична стойност на наблюденията, а оценката на дисперсията е средната аритметична стойност на квадратните отклонения на стойностите от математическото очакване.

Предимството на оценките за максимална вероятност е, че тези оценки:

1) асимптотично безпристрастен;

2) асимптотично ефективна;

3) са асимптотично разпределени по нормалния закон.

2. Метод на най-малките квадратисе състои в това, че от определен клас оценки се взема оценката с минимална дисперсия (най-ефективната). От всички линейни оценки на реалната стойност, където има някои константи, само средната аритметична стойност се свежда до най-малката стойност на дисперсията. В тази връзка, при условие на разпределение на случайни стойности на грешки според нормалния закон за разпределение, оценките, получени с помощта на метода на най-малките квадрати, са идентични с оценките на максималната вероятност. Оценката на параметрите с помощта на интервали се извършва чрез намиране на доверителни интервали, в рамките на които реалните стойности на оценените параметри се намират с дадени вероятности.

Доверителна граница на случайно отклонениее число, представляващо дължината на доверителния интервал, разделено на две.

При достатъчно голям брой опити доверителният интервал намалява значително. Ако броят на опитите се увеличи, тогава е допустимо да се увеличи броят на доверителните интервали.

Откриване на груби грешки

груби грешкиса грешки, които са много по-големи от систематичните и случайни грешки, очаквани при дадените условия на измерване. Недостатъци и груби грешки могат да се появят поради груби грешки в процеса на измерване, техническа неизправност на измервателния уред и неочаквани промени във външните условия. За да се изключат груби грешки, се препоръчва приблизително да се определи стойността на измереното количество преди началото на измерванията.

Ако по време на измерванията се окаже, че резултатът от индивидуално наблюдение е много различен от другите получени резултати, е необходимо да се установят причините за тази разлика. Резултатите, получени с рязка разлика, могат да бъдат отхвърлени и тази стойност да бъде измерена отново. В някои случаи обаче отхвърлянето на такива резултати може да причини забележимо изкривяване на разсейването на редица измервания. В тази връзка се препоръчва да не се отхвърлят необмислено различни резултати, а да се допълват с резултатите от многократни измервания.

Ако е необходимо да се изключат груби грешки в процеса на обработка на получените резултати, когато вече не е възможно да се коригират условията за измервания и да се извършат повторни измервания, тогава се използват статистически методи.

Общият метод за проверка на статистически хипотези дава възможност да се установи дали има груба грешка в даден резултат от измерването.

20. Обработка и представяне на резултатите от измерванията

Обикновено измерванията са единични. При нормални условия тяхната точност е напълно достатъчна.

Резултатът от едно измерване се представя в следната форма:

Където Y аз- стойността на i -тата индикация;

I - корекция.

Грешката на резултата от едно измерване се определя, когато методът на измерване е одобрен.

В процеса на обработка на резултатите от измерването, различни видовезакон на разпределение (закон за нормално разпределение, закон за равномерно разпределение, закон за корелационно разпределение) на измерената стойност (в този случай тя се счита за случайна).

Обработка на резултатите от преки равни измервания Директни измервания- това са измервания, чрез които директно се получава стойността на измерваната величина.Еквивалентни или еднакво разпръснати се наричат ​​директни, взаимно независими измервания на определена величина, като резултатите от тези измервания могат да се разглеждат като случайни и разпределени по един разпределителен закон.

Обикновено, когато се обработват резултатите от директни, еднакво точни измервания, се приема, че резултатите и грешките на измерване са разпределени според нормалния закон за разпределение.

След премахване на изчисленията стойността на математическото очакване се изчислява по формулата:

Където x iе стойността на измерената величина;

не броят на направените измервания.

След това, ако се установи системната грешка, нейната стойност се изважда от изчислената стойност на математическото очакване.

След това се изчислява стойността на стандартното отклонение на стойностите на измерената стойност от математическото очакване.

Алгоритъм за обработка на резултатите от множество еднакво точни измервания

Ако системната грешка е известна, тя трябва да бъде изключена от резултатите от измерването.

Изчислете математическото очакване на резултатите от измерването. Като математическо очакване обикновено се приема средноаритметичното на стойностите.

Задайте стойността на случайната грешка (отклонение от средноаритметичното) на резултата от едно измерване.

Изчислете дисперсията на случайната грешка. Изчислете стандартното отклонение на резултата от измерването.

Проверете предположението, че резултатите от измерването са разпределени по нормалния закон.

Намерете стойността на доверителния интервал и доверителната грешка.

Определете стойността на ентропийната грешка и коефициента на ентропия.

21. Проверка и калибриране на средства за измерване

Калибриране на измервателни уредие набор от действия и операции, които определят и потвърждават реалните (действителните) стойности на метрологичните характеристики и (или) годността на средствата за измерване, които не подлежат на държавен метрологичен контрол.

Пригодността на средството за измерване е характеристика, определена от съответствието на метрологичните характеристики на средството за измерване с одобрените (в нормативните документи или от клиента) Технически изискванияЛабораторията за калибриране определя годността на измервателния уред.

Калибрирането замени проверката и метрологичното сертифициране на средствата за измерване, които се извършват само от органите на държавната метрологична служба. Калибрирането, за разлика от проверката и метрологичното сертифициране на средствата за измерване, може да се извърши от всяка метрологична служба, при условие че има възможност да осигури подходящи условия за калибриране. Калибрирането се извършва на доброволна основа и дори може да се извърши от метрологичната служба на предприятието.

Въпреки това метрологичната служба на предприятието е длъжна да изпълни определени изисквания. Основното изискване към метрологичната служба е да гарантира, че работещият измервателен уред отговаря на държавния стандарт, т.е. калибрирането е част от националната система за осигуряване на еднаквост на измерванията.

Има четири метода за проверка (калибриране) на измервателни уреди:

1) метод на директно сравнение със стандарта;

2) метод на сравнение с помощта на компютър;

3) метод за преки измервания на количеството;

4) метод за косвени измервания на количеството.

Метод на директно сравнение с еталонсъоръжения

измерванията да бъдат калибрирани с подходящ стандарт за определен разряд се практикува за различни измервателни уреди в области като електрически измервания, магнитни измервания, определяне на напрежение, честота и сила на тока. Този метод се основава на извършването на измервания на една и съща физическа величина едновременно от калибриран (проверен) уред и еталонен уред. Грешката на калибрираното (проверено) устройство се изчислява като разликата между показанията на калибрираното устройство и еталонното устройство (т.е. показанията на еталонното устройство се приемат като реална стойност на измерената физическа величина).

Предимства на метода на директно сравнение със стандарта:

1) простота;

2) видимост;

3) възможност за автоматично калибриране (проверка);

4) възможността за калибриране с помощта на ограничен брой инструменти и оборудване.

Метод на сравнение с помощта на компютърсе извършва с помощта на компаратор - специално устройство, чрез което се извършва сравняването на показанията на калибрирания (проверен) измервателен уред и показанията на еталонния измервателен уред. Необходимостта от използване на компаратор се дължи на невъзможността за директно сравняване на показанията на измервателните уреди, които измерват едно и също физическо количество. Компараторът може да бъде измервателен уред, който еднакво възприема сигналите на еталонния измервателен уред и на калибрирания (проверяван) уред. Предимството на този метод е последователността във времето на сравнение на стойностите.

Метод за директни измервания на количествотоизползва се в случаите, когато е възможно да се сравни калибрираният измервателен уред с еталонния в рамките на установените граници на измерване. Методът на директно измерване се основава на същия принцип като метода на директното сравнение. Разликата между тези методи е, че с помощта на метода на директните измервания се прави сравнение на всички цифрови знаци на всеки диапазон (поддиапазон).

Метод на индиректни измерваниясе използва в случаите, когато реалните (реалните) стойности на измерените физични величини не могат да бъдат получени чрез преки измервания или когато косвените измервания са с по-висока точност от преките измервания. Когато се използва този метод, за да се получи желаната стойност, първо се търсят стойностите на количествата, свързани с желаната стойност чрез известна функционална зависимост. И след това, въз основа на тази зависимост, желаната стойност се изчислява чрез изчисление. Методът на индиректни измервания, като правило, се използва в автоматизирани инсталации за калибриране (проверка).

За да се прехвърлят размерите на мерните единици към работни инструменти от стандартите на мерните единици без големи грешки, се съставят и прилагат схеми за проверка.

Диаграми за проверка- това е регулаторен документ, който одобрява подчинението на измервателните уреди, участващи в процеса на прехвърляне на размера на единица за измерване на физическо количество от стандарт към работещи измервателни уреди, използвайки определени методи и показващи грешка. Схемите за проверка потвърждават метрологичното подчинение на държавния стандарт, стандартите за изхвърляне и измервателните уреди.

Схемите за проверка са разделени на:

1) схеми за държавна проверка;

2) схеми за ведомствена проверка;

3) местни схеми за проверка.

Схеми за държавна проверкаустановени и валидни за всички средства за измерване от определен тип, използвани в страната.

Схеми за ведомствена проверкаса установени и действат върху средства за измерване на дадено физическо количество, подлежащо на ведомствена проверка. Схемите за ведомствена проверка не трябва да противоречат на схемите за държавна проверка, ако са установени за измервателни уреди на едни и същи физически величини Схемите за ведомствена проверка могат да бъдат установени при липса на схема за държавна проверка. В схемите за ведомствена проверка е възможно директно да се посочат определени видове измервателни уреди.

Местни схеми за проверкасе използват от метрологичните служби на министерствата и са валидни и за средствата за измерване на подчинените им предприятия. Местна схема за проверка може да се прилага за измервателни уреди, използвани в конкретно предприятие.Местните схеми за проверка трябва задължително да отговарят на изискванията за подчинение, одобрени от държавната схема за проверка. Схемите за държавна проверка се съставят от изследователските институти на Държавния стандарт на Руската федерация.Изследователските институти на Държавния стандарт са собственици на държавни стандарти.

Схемите за ведомствена проверка и местните схеми за проверка са представени под формата на чертежи.

Схемите за държавна проверка се установяват от Държавния стандарт на Руската федерация, а схемите за местна проверка се установяват от метрологични служби или ръководители на предприятия.

Схемата за проверка одобрява процедурата за прехвърляне на размера на единиците за измерване на една или повече физически величини от държавни стандарти към работещи измервателни уреди. Схемата за проверка трябва да съдържа най-малко две стъпки за прехвърляне на размера на мерните единици.

Чертежите, представящи схемата за проверка, трябва да съдържат:

1) имена на измервателни уреди;

2) имена на методи за проверка;

3) номинални стойности на физическите величини;

4) диапазони от номинални стойности на физическите величини;

5) допустими стойности на грешките на измервателните уреди;

6) допустими стойности на грешките на методите за проверка.

22. Правно основание за метрологично осигуряване. Основните разпоредби на Закона на Руската федерация "За осигуряване на еднаквост на измерванията"

Единство на измерванията- това е характеристика на процеса на измерване, което означава, че резултатите от измерването се изразяват в мерни единици, установени и приети от закона и оценката за точност на измерването има подходящо ниво на достоверност.

Основните принципи на единството на измерванията:

1) определяне на физически величини със задължително използване на държавни стандарти;

2) използването на законово одобрени измервателни уреди, подлежащи на държавен контрол и с размери на единици, прехвърлени директно от държавни стандарти;

3) използването само на законово одобрени мерни единици на физически величини;

4) осигуряване на задължителен системен контрол върху характеристиките на експлоатираните средства за измерване на определени интервали от време;

5) осигуряване на необходимата гарантирана точност на измерванията при използване на калибрирани (проверени) средства за измерване и установени методи за извършване на измервания;

6) използването на получените резултати от измерване при задължителното условие за оценка на грешката на тези резултати с определена вероятност;

7) осигуряване на контрол върху съответствието на средствата за измерване с метрологичните правила и характеристики;

8) осигуряване на държавен и ведомствен надзор на средствата за измерване.

Законът на Руската федерация „За осигуряване на единството на измерванията“ беше приет през 1993 г. Преди приемането на този закон нормите в областта на метрологията не бяха регулирани от закона. Към момента на приемането законът съдържаше много нововъведения , от одобрена терминология до лицензиране на метрологични дейности в страната Законът ясно разграничи задълженията на държавния метрологичен контрол и държавния метрологичен надзор, установени са нови правила за калибриране, въведена е концепцията за доброволно сертифициране на средствата за измерване.

Основни положения.

Основните цели на закона са:

1) защита на законните права и интереси на гражданите на Руската федерация, върховенството на закона и икономиката на Руската федерация от възможни негативни последици, причинени от ненадеждни и неточни резултати от измерванията;

2) подпомагане на развитието на науката, технологиите и икономиката чрез регулиране на използването на държавни стандарти за единици количества и прилагане на резултатите от измерванията с гарантирана точност. Резултатите от измерването трябва да бъдат изразени в национални мерни единици;

3) насърчаване развитието и укрепването на международните и междуфирмените отношения и връзки;

4) регулиране на изискванията за производство, производство, използване, ремонт, продажба и внос на средства за измерване, произведени от юридически и физически лица;

5) интегриране на измервателната система на Руската федерация в световната практика.

Приложни области на закона: търговия; здравеопазване; защита на околната среда; икономическа и външноикономическа дейност; някои области на производство, свързани с калибриране (проверка) на измервателни уреди от метрологични служби, принадлежащи на юридически лица, извършвани с помощта на стандарти, подчинени на държавните стандарти за единици количества.

Законът урежда следните основни понятия:

1) единство на измерванията;

2) измервателен уред;

3) еталонът на единицата величина;

4) държавният еталон на единицата величина;

5) нормативни документи за осигуряване на еднаквост на измерванията;

6) метрологично обслужване;

7) метрологичен контрол;

8) метрологичен надзор;

9) калибриране на средства за измерване;

10) сертификат за калибриране.

Всички дефиниции, одобрени в закона, се основават на официалната терминология на Международната организация по законова метрология (OIML).

Основните членове на закона регламентират:

1) структурата на организацията на държавните органи за управление, за да се осигури еднаквост на измерванията;

2) нормативни документи, които осигуряват еднаквост на измерванията;

3) установени единици за измерване на физически величини и държавни стандарти на единици количества;

4) средства за измерване;

5) методи за измерване.

Законът утвърждава Държавната метрологична служба и други служби, участващи в осигуряването на единството на измерванията, метрологичните служби на държавните органи за управление и формите за осъществяване на държавен метрологичен контрол и надзор.

Законът определя видовете отговорност за нарушения на закона.

Законът утвърждава състава и правомощията на Държавната метрологична служба.

В съответствие със закона е създадена институция за лицензиране на метрологичната дейност с цел защита на законовите права на потребителите. Само органите на Държавната метрологична служба имат право да издават лиценз.

Създадени са нови видове държавен метрологичен надзор:

1) за количеството отчуждени стоки;

2) за количеството стоки в опаковката в процеса на тяхното опаковане и продажба.

В съответствие с разпоредбите на закона се разширява обхватът на разпространение на държавния метрологичен контрол. Към него бяха добавени банкови операции, пощенски операции, данъчни операции, митнически операции и задължително сертифициране на продуктите.

В съответствие със закона се въвежда система за сертифициране на средства за измерване, основана на доброволен принцип, която проверява средствата за измерване за съответствие с метрологичните правила и изискванията на Руската система за калибриране на средства за измерване.

23. Метрологична служба в Русия

Държавната метрологична служба на Руската федерация (GMS) е асоциация на държавни метрологични органи и се занимава с координиране на дейностите за осигуряване на еднаквост на измерванията. Има следните метрологични услуги:

1) Държавна метрологична служба;

2) Обществено обслужване на време и честота и определяне на параметрите на въртене на Земята;

3) Държавна служба за референтни материали за състава и свойствата на веществата и материалите;

4) Държавна служба за стандартни справочни данни за физичните константи и свойствата на веществата и материалите;

5) метрологични служби на държавни органи на Руската федерация;

6) метрологично обслужване на юридически лица. Всички горепосочени услуги се управляват от Държавния комитет на Руската федерация по стандартизация и метрология (Госстандарт на Русия).

Държавна метрологична службасъдържа:

1) държавни научни метрологични центрове (SSMC);

2) органите на Държавната миграционна служба на територията на съставните образувания на Руската федерация. Държавната метрологична служба включва и центрове за държавни стандарти, специализирани в различни единици за измерване на физически величини.

Държавната служба за време и честота и определяне на параметрите на въртенето на Земята (GSVCH) се занимава с осигуряване на единството на измерванията на времето, честотата и определянето на параметрите на въртенето на Земята на междурегионално и междусекторно ниво. Измервателната информация на ГСВЧ се използва от службите за навигация и управление на самолети, кораби и спътници, Единната енергийна система и др.

Държавната служба за референтни материали за състава и свойствата на веществата и материалите (GSSO) се занимава със създаването и внедряването на система от референтни материали за състава и свойствата на веществата и материалите. Концепцията за материали включва:

1) метали и сплави;

2) петролни продукти;

3) лекарства и др.

GSSO също така разработва инструменти, предназначени да сравняват характеристиките на референтните материали и характеристиките на вещества и материали, произведени от различни видове предприятия (селскостопански, индустриални и др.), за да се осигури контрол.

Държавната служба за стандартни справочни данни за физичните константи и свойствата на веществата и материалите (GSSSD) разработва точни и надеждни данни за физичните константи, свойствата на веществата и материалите (минерални суровини, нефт, газ и др.). Информацията за измерване на GSSSD се използва от различни организации, участващи в проектирането на технически продукти с повишени изисквания за точност. GSSSD публикува референтни данни, съгласувани с международните метрологични организации.

Метрологични служби на държавни органи на Руската федерация и метрологични служби на юридически лица могат да бъдат създадени в министерства, предприятия, институции, регистрирани като образувание, за извършване на различни видове работа за осигуряване на единството и правилната точност на измерванията, за осигуряване на метрологичен контрол и надзор.

24. Държавна система за осигуряване на единството на измерванията

Държавната система за осигуряване на единството на измерванията е създадена, за да осигури еднаквостта на измерванията в страната. Държавната система за осигуряване на еднаквост на измерванията се прилага, координира и управлява от Държавния стандарт на Руската федерация. Госстандарт на Руската федерация е държавна агенцияизпълнителна власт в областта на метрологията.

Системата за осигуряване на еднаквост на измерванията изпълнява следните задачи:

1) осигурява защитата на правата и законовите интереси на гражданите;

2) осигурява защитата на утвърдения правен ред;

3) осигурява защитата на икономиката.

Системата за осигуряване на еднаквост на измерванията изпълнява тези задачи, като елиминира негативните последици от ненадеждни и неточни измервания във всички сфери на човешкия живот и обществото, като използва конституционни норми, разпоредби и укази на правителството на Руската федерация.

Системата за осигуряване на еднаквост на измерванията работи в съответствие с:

1) Конституцията на Руската федерация;

2) Закон на Руската федерация „За осигуряване на единството на измерванията“;

3) Указ на правителството на Руската федерация „За организацията на работата по стандартизация, осигуряване на еднаквост на измерванията, сертифициране на продукти и услуги“;

4) GOST R 8.000-2000 "Държавна система за осигуряване на еднаквост на измерванията".

Държавната система за осигуряване на еднаквост на измерванията включва:

1) правна подсистема;

2) техническа подсистема;

3) организационна подсистема.

Основните задачи на Държавната система за осигуряване на единството на измерванията са:

1) одобряване на ефективни начини за координиране на дейностите в областта на осигуряването на еднаквост на измерванията;

2) осигуряване на изследователска дейност, насочена към разработване на по-точни и съвременни методи и методи за възпроизвеждане на единици за измерване на физически величини и прехвърляне на техните размери от държавни стандарти към работещи измервателни уреди;

3) одобрение на системата от единици за измерване на физични величини, разрешени за използване;

4) установяване на допустими за използване скали за измерване;

5) утвърждаване на основните концепции на метрологията, регулиране на използваните термини;

6) одобряване на системата от държавни стандарти;

7) производство и усъвършенстване на държавни стандарти;

8) одобряване на методи и правила за прехвърляне на размерите на единиците за измерване на физически величини от държавни стандарти към работещи измервателни уреди;

9) извършване на калибриране (проверка) и сертифициране на средства за измерване, които не са обхванати от обхвата на държавния метрологичен контрол и надзор;

10) осъществяване на информационно покритие на системата за осигуряване на единството на измерванията;

11) подобрение държавно устройствоосигуряване на еднаквост на измерванията.

Правна подсистема- това е съвкупност от взаимосвързани актове (утвърдени със закон и подзаконов акт), които имат едни и същи цели и утвърждават взаимно съгласувани изисквания към определени взаимосвързани обекти на системата за осигуряване на еднаквост на измерванията.

Техническа подсистемае колекцията:

1) международни стандарти;

2) държавни стандарти;

3) стандарти на единици за измерване на физически величини;

4) еталони на скалата за измерване;

5) стандартни проби за състава и свойствата на веществата и материалите;

6) стандартни справочни данни за физични константи и свойства на вещества и материали;

7) средства за измерване и други инструменти, използвани за метрологичен контрол;

8) сгради и помещения, предназначени специално за високоточни измервания;

9) изследователски лаборатории;

10) лаборатории за калибриране.

Организационната подсистема включва метрологични служби.

25. Държавен метрологичен контрол и надзор

Държавният метрологичен контрол и надзор (GMKiN) се осигурява от Държавната метрологична служба за проверка на спазването на нормите на законовата метрология, одобрени от Закона на Руската федерация „За осигуряване на единството на измерванията“, държавните стандарти и други нормативни документи.

Държавният метрологичен контрол и надзор се прилага за:

1) измервателни уреди;

2) стандарти за измерване;

3) методи за измерване;

4) качеството на стоките и другите обекти, одобрени от законовата метрология.

Обхватът на държавния метрологичен контрол и надзор обхваща:

1) здравеопазване;

2) ветеринарна практика;

3) опазване на околната среда;

4) търговия;

5) разплащания между икономически агенти;

6) счетоводни операции, извършвани от държавата;

7) отбранителната способност на държавата;

8) геодезически работи;

9) хидрометеорологични работи;

10) банкови операции;

11) данъчни сделки;

12) митнически операции;

13) пощенски операции;

14) продукти, доставката на които се извършва по държавни договори;

15) Проверка и контрол на качеството на работата на продукта задължителни изискваниядържавни стандарти на Руската федерация;

16) измервания, които се извършват по искане на съдебната власт, прокуратурата и други държавни органи;

17) регистриране на национални и международни спортни рекорди.

Трябва да се отбележи, че неточността и ненадеждността на измерванията в непромишлени области, като здравеопазването, може да доведе до сериозни последствия и заплаха за безопасността. Неточността и ненадеждността на измерванията в сферата на търговията и банковите операции например могат да причинят огромни финансови загуби както за гражданите, така и за държавата.

Обект на държавния метрологичен контрол и надзор могат да бъдат например следните средства за измерване:

1) апарати за измерване на кръвно налягане;

2) медицински термометри;

3) уреди за определяне нивото на радиация;

4) уреди за определяне концентрацията на въглероден окис в отработените газове на превозни средства;

5) измервателни уреди, предназначени за контрол на качеството на стоките.

Законът на Руската федерация установява три вида държавен метрологичен контрол и три вида държавен метрологичен надзор.

Видове държавен метрологичен контрол:

1) определяне на вида на измервателните уреди;

2) проверка на средствата за измерване;

3) лицензиране на правни и лицасе занимава с производство и ремонт на измервателни уреди. Видове държавен метрологичен надзор:

1) за производството, състоянието и експлоатацията на средства за измерване, сертифицирани методи за извършване на измервания, стандарти на единици физически величини, съответствие с метрологичните правила и норми;

2) за количеството стоки, които са отчуждени в хода на търговските операции;

3) за количеството стоки, опаковани в опаковки от всякакъв вид, в процеса на тяхното опаковане и продажба.

Измерванее най-важната концепция в метрологията. Това е организирано човешко действие, извършвано за количествено познаване на свойствата на физически обект чрез емпирично определяне на стойността на всяка физическа величина.

Има няколко вида измервания. Когато ги класифицират, те обикновено изхождат от естеството на зависимостта на измереното количество от времето, вида на уравнението за измерване, условията, които определят точността на резултата от измерването и методите за изразяване на тези резултати.

Според характера на зависимостта на измерената стойност от времето, измерванията се разделят на:

статичен, при което измерената стойност остава постоянна във времето;

динамичен, при което измерената стойност се променя и не е постоянна във времето.

Статичните измервания са например измервания на размерите на тялото, постоянно налягане, динамичните измервания са измервания на пулсиращи налягания, вибрации.

Според метода на получаване на резултатите от измерването те се разделят на

прав;

Непряк;

Кумулативен;

Става.

Директен- Това са измервания, при които желаната стойност на физична величина се намира директно от експериментални данни. Директните измервания могат да бъдат изразени с формулата Q=X, където Q е желаната стойност на измереното количество, а X е стойността, получена директно от експериментални данни.

При директните измервания измерената величина се подлага на опитни операции, които се сравняват с мярката директно или с помощта на измервателни уреди, градуирани в необходимите единици. Примери за прави линии са измерване на дължина на тялото с линийка, маса с помощта на везни и др.

Директните измервания намират широко приложение в машиностроенето, както и при управлението на технологични процеси (измерване на налягане, температура и др.).

Непряк- това са измервания, при които желаната стойност се определя въз основа на известна връзка между тази стойност и количествата, подложени на директни измервания, т.е. те измерват не самата определена величина, а други, които са функционално свързани с нея. Стойността на измерената стойност се намира чрез изчисляване по формулата Q=F(x 1 ,x 2 ,…,x N), където Q е желаната стойност на индиректно измерената стойност; F - функционална зависимост, която е предварително известна, x 1 ,x 2 ,…,x N - стойности на величини, измерени директно.

Примери за косвени измервания: определяне на обема на тяло чрез преки измервания на неговите геометрични размери, намиране на електрическото съпротивление на проводник по неговото съпротивление, дължина и площ на напречното сечение.

Индиректните измервания са често срещани в случаите, когато желаната стойност е невъзможна или твърде трудна за директно измерване, или когато директното измерване дава по-малко точен резултат. Тяхната роля е особено голяма при измерване на величини, които са недостъпни за директно експериментално сравнение, например размерите на астрономическия или вътрешноатомния ред.

Кумулативен- това са едновременни измервания на няколко едноименни величини, при които търсената се определя чрез решаване на система от уравнения, получена чрез директни измервания на различни комбинации от тези величини.

Пример за кумулативни измервания е определянето на масата на отделни тегла от комплект (калибриране по известната маса на едно от тях и чрез резултатите от директни сравнения на масите на различни комбинации от тегла).

Пример. Необходимо е да се калибрира тежестта, състояща се от тежести с маса 1, 2, 2*, 5, 10 и 20 kg (със звездичка е отбелязана тежест, която има същата номинална стойност, но различна истинска стойност). Калибрирането се състои в определяне на масата на всяка тежест, като се използва една стандартна тежест, например, като се използва тежест от 1 kg. За да направим това, ние ще извършим измервания, променяйки комбинацията от тежести всеки път (числата показват масата на отделните тежести, 1 проба - показва масата на референтна тежест от 1 kg):

Писма а, b, ° С, дозначава тежести, които трябва да бъдат добавени или извадени от масата на тежестта, посочена от дясната страна на уравнението, за да се балансират везните. Чрез решаването на тази система от уравнения можете да определите стойността на масата на всяка тежест.

Става- това са едновременни измервания на две или повече различни величини за намиране на зависимости между тях.

Пример за това е измерването на електрическото съпротивление при 20 0 C и температурните коефициенти на измервателния резистор според преките измервания на неговото съпротивление при различни температури.

Според условията, които определят точността на резултата, измерванията се разделят на три класа:

1. ^ Измервания с възможно най-висока точност постижимо с настоящото ниво на техниката.

Те включват на първо място референтни измервания, свързани с максималната възможна точност на възпроизвеждане на установените единици от физически величини, и в допълнение измервания на физически константи, предимно универсални (например абсолютната стойност на ускорението свободно падане, жиромагнитно отношение на протона и др.).

Този клас включва и някои специални измервания, които изискват висока точност.

2. ^ Контролни и контролни измервания , чиято грешка с определена вероятност не трябва да надвишава определена зададена стойност.

Те включват измервания, извършвани от държавни лаборатории за прилагане и спазване на стандартите и състоянието на измервателната техника и заводските измервателни лаборатории, които гарантират

грешката на резултата с определена вероятност, която не надвишава някаква предварително определена стойност.

3. ^ Технически измервания , при които грешката на резултата се определя от характеристиките на измервателните уреди.

Примери за технически измервания са измерванията, извършвани по време на производствения процес в машиностроителни предприятия, на разпределителни табла на електроцентрали и др.

Според начина на изразяване на резултатите от измерванията се разграничават абсолютни и относителни измервания.

Абсолютнонаречени измервания, които се основават на директни измервания на една или повече основни величини или на използването на стойности на физически константи.

Пример за абсолютни измервания е определянето на дължината в метри, силата на електрическия ток в ампери, ускорението на свободното падане в метри в секунда на квадрат.

Относителносе наричат ​​измервания на съотношението на величина към едноименна величина, която играе ролята на единица, или измервания на величина по отношение на едноименна величина, взета за изходна.

Пример за относителни измервания е измерването на относителната влажност на въздуха, дефинирана като съотношението на количеството водна пара в 1 m3 въздух към количеството водна пара, което насища 1 m3 въздух при дадена температура.

Основните характеристики на измерванията са: принцип на измерване, метод на измерване, грешка, точност, коректност и надеждност.

^ Принцип на измерване - физическо явление или набор от физически явления, лежащи в основата на измерванията. Например измерването на телесното тегло чрез претегляне с помощта на гравитацията, пропорционална на масата, измерването на температурата с помощта на термоелектрическия ефект.

Метод на измерване- набор от методи за използване на принципите и средствата за измерване. Средствата за измерване са използвани технически средства с нормализирани метрологични свойства.

Грешка при измерване - разликата между стойностите на измерената стойност, получена по време на измерването X "и истинските стойности на Q:

Грешката се дължи на несъвършенството на методите и средствата за измерване, несъответствието на условията на наблюдение, както и на недостатъчния опит на наблюдателя или особеностите на неговите сетива.

^ Точност на измерванията - това е характеристика на измерванията, отразяваща близостта на техните резултати до истинската стойност на измерваната величина.

Количествено, точността може да бъде изразена чрез реципрочната стойност на модула на относителната грешка:

Например, ако грешката на измерване е 10 -2%=10 -4 , тогава точността е 10 4 .

^ Точност на измерване се определя като качество на измерване, отразяващо близостта до нула на систематичните грешки на резултатите (т.е. тези грешки, които остават постоянни или редовно се променят при повтарящи се измервания на една и съща стойност). Правилността на измерванията зависи по-специално от това как действителният размер на единицата, в която се извършва измерването, се различава от истинския размер (по дефиниция), т.е. доколко измервателните уреди, използвани за този вид измерване, са правилни (правилни).

Най-важната характеристика на качеството на измерванията е тяхната автентичност; той характеризира достоверността на резултатите от измерването и ги разделя на две категории:

надеждни и ненадеждни, в зависимост от това дали вероятностните характеристики на техните отклонения от истинските стойности на съответните количества са известни или неизвестни. Резултатите от измерванията, чиято надеждност е неизвестна, нямат стойност и в някои случаи могат да служат като източник на дезинформация.

Наличието на грешка ограничава надеждността на измерванията, т.е. налага ограничение на броя на значимите значещи цифри на числената стойност на измерваното количество и определя точността на измерванията.

В момента има много видове измервания, които се отличават с физическата природа на измерваната величина и факторите, които определят различни условия и режими на измерване. Основните видове измервания на физически величини, включително линейно-ъглови (GOST 16263–70), са прав, непряк, кумулативен, става, абсолютенИ роднина.

Най-широко използвани директни измервания , състоящ се в това, че желаната стойност на измереното количество се намира от експериментални данни с помощта на измервателни уреди. Линейният размер може да се зададе директно върху скалите на линеала, ролетката, дебеломера, микрометъра, действащата сила - с динамометър, температурата - с термометър и др.

Уравнението за директно измерване има формата:

където Q е желаната стойност на измерената стойност; X е стойността на измерената величина, получена директно от показанията на средствата за измерване.

Непряк- такива измервания, при които желаната стойност се определя от известната връзка между тази стойност и други величини, получени чрез преки измервания.

Уравнението за непряко измерване има формата:

Q \u003d f (x 1, x 2, x 3, ...),

където Q е желаната стойност на индиректно измерената величина; х 1 , х 2 , х 3 , ... са стойностите на величините, измерени чрез прекия тип измервания.

Индиректните измервания се използват в случаите, когато желаната стойност е невъзможна или много трудна за директно измерване, т.е. директно измерване или когато директното измерване дава по-малко точен резултат.

Примери за индиректен тип измерване са установяването на обема на паралелепипед чрез умножаване на три линейни величини (дължина, височина и ширина), определени с помощта на директния тип измерване, изчисляването на мощността на двигателя, определянето на електрическото съпротивление на проводник по неговото съпротивление, дължина и напречно сечение и др.

Пример за индиректно измерване е и измерването на средния диаметър на външна закрепваща резба по метода на "трите проводника". Този метод се основава на най-точното определяне на средния диаметър на резбата d 2 като диаметър на условен цилиндър, чиято генератриса разделя профила на резбата на равни части P / 2 (фиг. 2.1):

където D meas е разстоянието, включително диаметрите на проводниците, получено чрез директни измервания;

d 2 - диаметър на проводника, осигуряващ контакт с профила на резбата в точки, лежащи на генератора d 2;

α е ъгълът на профила на резбата;

P - стъпка на резбата.

Кумулативни измерванияизвършва се чрез едновременно измерване на няколко величини със същото име, при което желаната стойност се намира чрез решаване на система от уравнения, получена чрез директни измервания на различни комбинации от тези величини. Пример за кумулативни измервания е калибрирането на теглата на комплект по известната маса на едно от тях и по резултатите от директни сравнения на масите на различни комбинации от тегла.

Например, необходимо е да се калибрира изгоряла маса от 1; 2; 5; 10 и 20 кг. Примерно тегло е 1 kg, обозначено с 1 vol.

Нека направим измервания, променяйки комбинацията от тегла всеки път:

1 = 1 06 + А; 1 + l около = 2 + b; 2 = 2 + с; 1+2 + 2 = 5 + ди т.н.

Писма А, b, с, д– неизвестни стойности на тежести, които трябва да се добавят или извадят от масата на гирята. Чрез решаване на система от уравнения можете да определите стойността на всяко тегло.

Ставни измервания- едновременни измервания на две или повече неидентични величини за намиране на връзката между тях, например измервания на обема на тяло, направени с измервания на различни температури, причиняващи промяна в обема на това тяло.

Основните видове измервания, въз основа на характера на резултатите от измерването на различни физически величини, включват абсолютни и относителни измервания.

Абсолютни измерваниясе основават на директни измервания на една или повече физични величини. Пример за абсолютно измерване е измерване на диаметъра или дължината на перла с дебеломер или микрометър или измерване на температура с термометър.

Абсолютните измервания са придружени от оценка на цялата измервана величина.

Относителни измерваниясе основават на измерване на съотношението на измерената стойност, което играе ролята на единица, или измерване на стойността спрямо едноименната стойност, взета за първоначална. Като образци често се използват примерни мерки под формата на плоскопаралелни крайни блокове на дължина.

Пример за относителни измервания могат да бъдат измервания на калибрите на тапи и скоби на хоризонтални и вертикални оптиметри с настройка на измервателните инструменти според примерни мерки. Когато използвате примерни мерки или примерни части, относителните измервания могат да подобрят точността на резултатите от измерването в сравнение с абсолютните измервания.

В допълнение към разгледаните видове измервания, според основния признак - методът за получаване на резултата от измерването, видовете измервания се класифицират и според точността на резултатите от измерването - на еквивалентенИ неравен, според броя на измерванията многократниИ единичен, спрямо изменението на измерената стойност във времето - по статиченИ динамичен, от наличието на контакт на измервателната повърхност на измервателния уред с повърхността на продукта - на контактИ безконтактени т.н.

В зависимост от метрологичното предназначение измерванията се делят на технически– производствени измервания, контрол и проверкаИ метрологични- измервания с възможно най-голяма точност с еталони за възпроизвеждане на единици от физически величини с цел прехвърляне на техния размер към работещи измервателни уреди.

Методи за измерване

В съответствие с RMG 29–99 основните методи за измерване включват метода на пряка оценка и методите за сравнение: диференциал, нула, заместване и съвпадение.

директен метод- метод на измерване, при който стойността на дадена величина се определя директно от отчитащото устройство на измервателно устройство с директно действие, например измерване на вал с микрометър и сила с механичен динамометър.

Методи за сравнение на мерките- методи, при които измерената стойност се сравнява със стойността, възпроизведена от мярката:

диференциален методхарактеризиращ се с измерване на разликата между измерената стойност и известната стойност, възпроизводима мярка. Пример за диференциален метод е измерването с волтметър на разликата между две напрежения, от които едното е известно с голяма точност, а другото е желаната стойност;

нулев метод- при което разликата между измерената стойност и мярката се намалява до нула. В същото време нулевият метод има предимството, че мярката може да бъде многократно по-малка от измерената стойност, например при претегляне на кантар, когато теглото, което се претегля, е на едната ръка, а наборът от референтни теглилки е на другият;

метод на заместване- метод за сравнение с мярка, при който измерената стойност се заменя с известна стойност, възпроизводима от мярката. Методът на заместване се използва при претегляне с редуващо се поставяне на измерената маса и тежести върху една и съща везна;

метод на съответствие- метод за сравнение с мярка, при който разликата между измерената стойност и стойността, възпроизведена от мярката, се измерва чрез съвпадение на скални знаци или периодични сигнали. Пример за използването на този метод е измерването на дължина с нониус.

В зависимост от вида на използваните средства за измерване се различават инструментални, експертни, евристични и органолептични методи на измерване.

инструментален методвъз основа на използването на специални технически средства, включително автоматизирани и автоматични.

експертен методОценката се основава на използването на преценките на група специалисти.

Евристични методиоценките се основават на интуиция.

Органолептични методиоценките се основават на използването на човешките сетива. Оценката на състоянието на обекта може да се извърши чрез поелементни и комплексни измервания. Методът елемент по елемент се характеризира с измерване на всеки параметър на продукта поотделно. Например ексцентричност, овалност, рязане на цилиндричен вал. Комплексен методхарактеризиращ се с измерването на общия показател за качество, който се влияе от неговите отделни компоненти. Например измерване на радиалното биене на цилиндрична част, която се влияе от ексцентричност, овалност и др.; контрол на позицията на профила по гранични контури и др.

Грешки при измерване

Общи положения . Процесът на измерване неизбежно е придружен от грешки, които се дължат на несъвършенството на измервателните уреди, нестабилността на условията на измерване, несъвършенството на самия метод и техниката на измерване, недостатъчния опит и несъвършенството на сетивните органи на лицето, което извършва измерването. измерванията, както и други фактори.

Грешка в измерванетоотклонението на резултата от измерването от истинската стойност на измереното количество се нарича:

ΔХ izi \u003d X i - X и,

където е Xj i-та стойнострезултат от измерване;

X и - истинската стойност на измерената стойност.

Тъй като истинската стойност на измереното количество винаги остава неизвестна, средноаритметичната стойност се взема за него при многократни измервания:

, (2.1)

където n е броят на направените измервания.

Грешката на измерване (ΔХ izi), изразена в единици на измереното количество, се нарича абсолютна. Не винаги е информативен. Например, абсолютна грешка от 0,01 mm може да бъде доста голяма при измерване на стойности в десети от милиметъра и малка при измерване на стойности, по-големи от няколко метра.

По-информативна стойност е относителната грешка, която се разбира като съотношението на абсолютната грешка на измерване към нейната истинска стойност (или математическо очакване),%:

.

Това е относителната грешка, която се използва за характеризиране на точността на измерване.

По природа ( модели на проявление) грешките на измерване се разделят на систематични, случайни и груби грешки.

Системни грешки. Систематичните грешки включват грешки, които при повтарящи се измервания остават постоянни или се променят според някакъв закон. Систематичните грешки при измерването по един и същи метод и едни и същи измервателни уреди винаги имат постоянни стойности. Причините за появата им включват:

– методични грешки или теоретични грешки;

– инструментални грешки;

– грешки, причинени от влиянието на околната среда и условията на измерване.

Грешки в методавъзникват поради грешки или недостатъчно развитие на метода за измерване. Това включва и незаконната екстраполация на свойство, получено в резултат на едно измерване, върху целия измерван обект. Например, когато се взема решение за пригодността на вал чрез едно измерване, може да се направи грешка, тъй като не се вземат предвид такива грешки във формата като отклонения от цилиндричност, закръгленост, профил на надлъжно сечение и т.н.. Следователно, за да се за да се изключат такива систематични грешки в процедурата за измерване, се препоръчва да се извършват измервания на местата на части и взаимно перпендикулярни посоки.

Грешките в метода също включват влиянието на инструмента върху свойствата на обекта (например значителна сила на измерване, която променя формата на тънкостенна част) или грешки, свързани с прекалено грубо закръгляване на резултата от измерването.

Инструментални грешкисвързани с грешки в измервателните уреди, причинени от производствени грешки или износване на компонентите на измервателния уред.

на причинените грешки влияние на околната среда и условията на измерване, се отнасят до температура (например измервания на част, която все още не е охладена), вибрации, липса на твърдост на повърхността, върху която е монтиран измервателният уред и др.

Един от методите за откриване на системна грешка може да бъде замяната на измервателен уред с подобен, ако се предполага, че е източник на системна грешка. По подобен начин може да се открие системна грешка, причинена от външни условия: например подмяна на повърхността, върху която е монтиран измервателният инструмент, с по-твърда.

Появата на систематична грешка може да бъде открита статистически чрез нанасяне на резултатите от измерването върху хартия на определени интервали с определени граници (например гранични размери). Стабилното движение на резултата от измерването към една от границите ще означава появата на систематична грешка и необходимостта от намеса в технологичния процес.

За да се елиминират систематичните грешки в производствените условия, измервателните уреди се калибрират, елиминират се причините, причинени от влиянието на околната среда, а самите измервания се извършват в строго съответствие с препоръчителната методика, като при необходимост се предприемат мерки за нейното подобряване.

Постоянните систематични грешки не влияят на стойностите на случайните отклонения на измерванията от средната аритметична стойност, така че те са трудни за откриване статистически методи. Анализът на такива грешки е възможен само въз основа на предварително знание за получените грешки, по-специално по време на проверката на измервателните уреди. Например, когато се проверяват инструменти за измерване на линейни величини, измерената стойност обикновено се възпроизвежда от примерна мярка (крайна мярка за дължина), чиято действителна стойност е известна. Систематичните грешки водят до изкривяване на резултатите от измерването и следователно трябва да бъдат идентифицирани и взети предвид при оценката на резултатите от измерването. Напълно системната грешка е почти невъзможна за отстраняване; винаги в процеса на измерване остава известна малка величина, наречена неизключена систематична грешка. Тази стойност се взема предвид чрез извършване на корекции.

Разликата между средноаритметичната стойност на резултатите от измерването и стойността на мярката с точност, определена от грешката при нейното удостоверяване, се нарича изменение . Тя се вписва в сертификата на сертифицираното средство за измерване и се приема за желана систематична грешка.

Случайни грешки. Случайните грешки са грешки, които приемат повтарящи се измервания с различни стойности, независими по знак и големина, не подлежащи на никаква закономерност. Може да има много причини за случайни грешки; например, колебания в допускането на обработка, механични свойства на материалите, чужди включвания, точност на монтиране на части на машината, точност на инструмента за измерване на детайла, промени в силата на измерване на фиксиране на детайла върху машината, сили на рязане, и т.н.

Като правило, индивидуалното влияние на всяка от тези причини върху резултатите от измерването е малко и не може да бъде оценено, още повече, че като всяко случайно събитие, то може или не може да се случи във всеки конкретен случай.

Случайните грешки са предмет на редица условия:

– малките случайни грешки са по-чести от големите;

- еднакво често се срещат отрицателна и положителна спрямо средната измерена стойност, равни по грешка;

– всеки метод на измерване има своя собствена граница, извън която практически не възникват грешки (в противен случай тази грешка ще бъде груба).

Идентифицирането на случайни грешки е особено необходимо за прецизни, например лабораторни измервания. За целта се използват множество измервания на едно и също количество и техните резултати се обработват с помощта на методите на теорията на вероятностите и математическата статистика. Това ви позволява да прецизирате резултатите от измерванията.

Влиянието на случайните грешки се изразява в разпространението на получените резултати спрямо математическото очакване, поради което наличието на случайни грешки се определя количествено добре чрез стандартното отклонение (RMS).

За да се оцени дисперсията на резултатите от измерването на физическата величина X i спрямо средната стойност, определена от (2.1), RMS се определя по формулата

за n ≥ 20 (2.2)

за n ≤ 20, (2.3)

където n е броят на измерванията.

Тъй като средната стойност на поредица от измервания е случайно приближение до истинската стойност на измереното количество, тогава за оценка на възможните отклонения на средната стойност се използва експерименталната RMS - S:

. (2.4)

Стойността на S се използва при оценка на грешките на крайния резултат.

Случайните грешки в измерването, без да променят точността на резултата от измерването, обаче влияят на неговата надеждност.

В този случай дисперсията на средноаритметичната стойност на поредица от измервания винаги има по-малка грешка от грешката на всяко конкретно измерване. От формули (2.2) и (2.3) следва, че ако е необходимо да се увеличи точността на резултата (с изключение на системната грешка) с коефициент 2, тогава броят на измерванията трябва да се увеличи с коефициент 4.

Груби грешки (пропуски). Грубите грешки са грешки, които не са характерни за технологичния процес или резултат, водещи до явни изкривявания на резултатите от измерването. Най-често те се допускат от неквалифициран персонал поради неправилно боравене с измервателния уред, неправилно отчитане на показанията, грешки в записа или поради внезапна външна причина при изпълнение на технологични процеси за обработка на детайли. Те се виждат веднага сред получените резултати, тъй като получените стойности се различават от останалите стойности на набора от измервания.

Ако по време на процеса на измерване е възможно да се намерят причини, които причиняват значителни разлики, и след отстраняване на тези причини повторните измервания не потвърждават такива разлики, тогава такива измервания могат да бъдат изключени от разглеждане. Но необмисленото отхвърляне на измервания, които са рязко различни от другите резултати, може да доведе до значително изкривяване на измервателните характеристики. Понякога при обработката на резултатите от измерванията не е възможно да се вземат предвид всички обстоятелства, при които са получени. В този случай, когато се оценяват грубите грешки, трябва да се прибегне до обичайните методи за проверка на статистически хипотези.

Тестваната хипотеза се състои в твърдението, че резултатът от измерването X i не съдържа груба грешка, а е една от стойностите на случайна променлива. Обикновено проверявайте най-големите X m ah и най-малките X min стойности на резултатите от измерването. Следните критерии се използват за проверка на хипотези.

1) Ако броят на измерванията е n ≤ 10, тогава Критерий Шовине. В този случай груба грешка (пропуск) е резултатът X i, ако разликата надвишава стойностите S, определени в зависимост от броя на измерванията:

където σ x е стандартното отклонение, получено по формула (2.3).

2) Критерий на Романовски, използва се, когато броят на измерванията е 10< n < 20. При этом вычисляют отношение

и получената стойност на β се сравнява с теоретичната β t при избраното ниво на значимост q (виж таблица 2.4). Спомнете си, че нивото на значимост е вероятността за отхвърляне на правилната хипотеза при тест на статистическа хипотеза. Обикновено при обработката на резултатите от измерванията стойността му се приема в диапазона от 0,05 ... 0,1. Ако β надвишава β t, тогава резултатът X i се счита за грешка.

Таблица 2.4

Таблица със стойности β t = f(н)

Ниво на значимост q	Брой измервания n
0,01	1,73	2,16	2,43	2,62	2,75	2,90	3,08
0,02	1,72	2,13	2,37	2,54	2,66	2,80	2,96
0,05	1,71	2,10	2,27	2,41	2,52	2,64	2,78
0,10	1,69	2,00	2,17	2,29	2,39	2,49	2,62

3) Критерий 3S - най-често срещаният. Използва се, когато броят на измерванията n ≥ 20…50. В този случай се счита, че резултатът, получен с вероятност P = 0,003, е малко вероятен и може да се квалифицира като пропуск, т.е. съмнителният резултат X i трябва да бъде изключен от измерванията, ако

Пример 1. При измерване на отвор Ø20H13(+0,33) се получават следните резултати:

Ø20,32; Ø20,18; Ø20,26; Ø20,21; Ø20,28; Ø20,42 мм.

Необходимо е да се провери дали размерът Ø20,42 mm е пропуск.

Тъй като n = 6, се прилага критерият на Шовине:

от уравнение (2.1) намираме

чрез уравнение (2.3) намираме S

Това означава, че въпреки че резултатът е извън определената граница на размера, той не може да се счита за пропуск. Следователно артикулът трябва да бъде отхвърлен.

Пример 2. При измерване на вал Ø40h12(-0,25) са получени следните резултати: 39,72; 39,75; 39,76; 39,80; 39,81; 39,82; 39,82; 39,83; 39,85; 39,87; 39,88; 39,88; 39,90; 39,91; 39,92; 39,92; 39,93; 39,94; 39,96; 39,98; 39.99 мм.

Тъй като резултатът от 39,72 mm е извън границата на най-малкия размер и частта може да бъде отхвърлена, трябва да се определи дали този размер не е пропуск.

Тъй като броят на измерванията надвишава 20, можете да използвате критерия S. След обработка на резултатите от измерването получаваме:

39,91 мм, S=0,12 мм,

тогава 3S = 3 0,12 = 0,36 mm

Следователно резултатът от измерването от 39,72 mm не може да се счита за пропуск и частта трябва да бъде отхвърлена.

Основните метрологични понятия, термини и определения са формулирани от държавните стандарти.

Измерване- това е процес на намиране на стойността на физическо количество емпирично с помощта на специални инструменти. В зависимост от начина на получаване на резултата измерванията се разделят на преки и непреки.

При директни измерванияжеланата физическа величина се определя директно от индикатора на устройството: напрежение - волтметър, честота - честотен метър, сила на тока - амперметър. Директните измервания са много разпространени в метрологичната практика.

При косвени измерваниястойността, която ни интересува, се изчислява от резултатите от измерванията на други величини, свързани с желаната стойност чрез определена функционална зависимост. Например, чрез измерване на тока и напрежението, въз основа на добре познатата формула, можете да определите мощността:

Косвените измервания също често се използват в метрологичната практика.

Мярка (устройство)- това е измервателен уред, предназначен да възпроизвежда физическо количество с определен размер. Според метрологичното им значение, според ролята, която играят за осигуряване на еднаквост и вярност, мерките се делят на примерни и работни.

справка- това е тяло или устройство с най-висока точност, което служи за възпроизвеждане и съхраняване на единица физическо количество и прехвърляне на неговия размер към по-ниските според схемата за проверка. Пример за точността на стандарта е руският държавен стандарт за време, чиято грешка за 30 000 години няма да надвишава 1 s.

Физическо количество- това е свойство, което е качествено общо за различни обекти, физически системи, техните състояния и процеси, протичащи в тях, но индивидуално в количествено отношение за всеки от тях. По принадлежност към различни групи физични процеси физичните величини се делят на електрически, магнитни, пространствено-времеви, топлинни и др.

Стойността на физическо количество- това е оценка на физическа величина в приети мерни единици (например 5 mA е стойността на силата на тока, а 5 е числена стойност). Именно този термин се използва за изразяване на количествените характеристики на въпросното имущество. Не трябва да казвате и пишете „текуща стойност“, „стойност на напрежението“, тъй като токът и напрежението сами по себе си са величини. Трябва да се използват термините "текуща стойност", "стойност на напрежението".

Единица за физическа величинае физическа величина, на която по дефиниция се приписва стандартна числена стойност, равна на единица. Единиците на физическите величини се делят на основни и производни.

Поради големия диапазон от реални стойности на повечето измерени физически величини, използването на цели числа не винаги е удобно, тъй като измерванията водят до големи или малки стойности. Следователно в измервателната система SI (SI - международна система) са установени кратни и кратни единици.

Раздел. 1.1. Електрически единици, използвани в електрониката

електрическо количество	Единици
Име	Символ за обозначение	Основен	Множествена или частична
Име	Руско обозначение	Международно наименование	Име	Руско обозначение	Международно наименование
Съпротива	R, r	ом	Ом	Ω	мегаом килоом	MOhm kOhm	MΩ kΩ	1 MΩ=10 6 Ω 1 kΩ=10 3 Ω
Текуща сила	аз, аз	ампер	А	А	милиампер микроампер	mA uA	mA µA	1mA=10-3A 1µA=10-6A
Напрежение и ЕМП	U, u E, e	волт	IN	V	киловолт миливолт микроволт	kV µV	kV μV	1 kV=10 3 V 1 µV=10 -6 V
Мощност	П	ват	вт	У	гигават мегават микроват	GW MW µW	GW MW µW	1 GW=10 9 W 1 MW=10 6 W 1 μW=10 -6 W
електрическо количество	Единици	Съотношението на кратни (подкратни) и основни единици
Основен	Множествена или частична
Име	Символ за обозначение	Име	Руско обозначение	Международно наименование	Име	Руско обозначение	Международно наименование
Капацитет	° С	фарад	Е	Е	микрофарад нанофарад пикофарад	µF nF pF	µF nF pF	1 uF=10 -6 F 1 nF=10 -9 F 1 pF=10 -12 F
Индуктивност	Л	Хенри	gn	з	милихенри микрохенри	mH mH	mH μH	1 mH=10 -3 H 1 μH=10 -6 H
Честота	F, f	херц	Hz	Hz	гигахерц мегахерц	GHz MHz	GHz MHz	1 GHz=10 9 Hz 1 MHz=10 6 Hz
Период	T	второ	с	с	милисекунда наносекунда	ms ns	ms ns	1 ms=10 -3 s 1 ns=10 -9 s
Дължина на вълната	λ	метър	м	м	милиметър сантиметър дециметър	mm cm dm	mm cm dm	1 mm=10 -3 m 1 cm=10 -2 m 1 dm=10 -1 m
Фазово изместване	∆φ	радиан	радвам се	рад	степен	º	º

Множествена единица физическа величинавинаги е по-голямо от основното (системата) с цял брой пъти. Например мегаом (10 6 ома), киловолт (10 3 V)

Субкратна единица на физическа величинапо-малко от основната (системата) с цял брой пъти. Например нанофарад (10 -9 F), микроампера (10 -6 A).

С избраната оценка на физичната величина тя може да се характеризира с истинската и реална (измерена) стойност на измерената физична величина.

Истинска (действителна) стойност на физическа величинае стойност без грешки. Намирането на истинската стойност е основният проблем на метрологията, тъй като грешките при измерване са неизбежни. В тази връзка на практика за истинска стойност се приема показанието на примерна мярка (устройство), чиято грешка е незначителна в сравнение с грешката на използваните работни мерки (устройства).

Измерена стойност на физична величина- това е стойността на количеството, преброено с работната мярка (инструмент).

Измервателен уреде средство за измерване, в резултат на което измерената физична величина се превръща в индикация.

Според принципа на действие всички измервателни уреди са разделени на две групи:

Електромеханични устройства, използвани в постояннотокови вериги и др ниски честоти;

Електронни устройства, използвани в DC вериги и в целия честотен диапазон.

Според метода на издаване на резултата измервателните уреди се разделят на:

- аналогов(със стрелков индикатор, самозаписващ се), чиито показания са непрекъсната функция на измерването и измерената стойност;

- дигитален, чиито показания се формират в резултат на автоматично генериране на дискретни сигнали на измервателна информация, представена в цифров вид.

Разграничаване на измервателни уреди за пряко действие и устройства за сравнение.

Устройства за директно действиепоказване на измерената стойност на индикатора в единици от тази стойност. Няма промяна във вида на физическото количество по време на процеса на измерване. Тези инструменти включват амперметри и волтметри.

Компаратори (компаратори)се използват за сравняване на измерени величини с величини, чиито стойности са известни. Според предназначението устройствата се разделят на работни и примерни.

Работни инструментиса предназначени само за измерване във всички сфери на икономическата дейност.

образцови инструментислужат за проверка и градуиране на работещи устройства. Грешката на измерване на примерните инструменти е с 1-2 порядъка по-малка от тази на работещите инструменти.

Цената на устройството е пряко свързана с грешката на измерване: ако устройството има грешка 10 пъти по-малка, тогава такова устройство струва 10 пъти повече. Не е икономически целесъобразно да се използват примерни инструменти за масови измервания, поради което в лабораториите на образователните институции и в производството се използват главно работещи инструменти.

Скалите на аналоговите измервателни уреди (AIP) се класифицират по следните критерии:

1. На базата на еднаквост разграничават:

- единна скала- това е скала с деления с постоянна дължина и с постоянна цена на деление (фиг. 1.1, а). Само електромеханичните устройства на магнитоелектрическата система имат такава скала;

- неравномерен мащаб- това е скала с деления с непостоянна дължина и с непостоянна цена на делене (фиг. 1.1, б). Електромеханичните устройства на токоизправител, електромагнитни, електродинамични, феродинамични, електростатични, термоелектрически системи имат такъв мащаб.

Ориз. 1.1. Скали на аналогови инструменти: равномерни (a), неравномерни (b), прави (b), обратни (d), едностранни (c)), двустранни (f), без нула (g)

2. Въз основа на направлението на дипломиране има:

- прав мащабградуиран отляво надясно, т.е. нула на скалата се намира отляво (Фигура 1.1, c). Тази скала е най-често срещаната в AIP;

- обратна скалаградуиран от дясно на ляво, т.е. нула на скалата се намира отдясно (фиг. 1.1, d). Такава скала се използва например в аналоговите мултиметри при отчитане на стойността на съпротивлението на резисторите и капацитета на кондензаторите.

3. Според позицията на нулата върху скалата и посоката на движение на стрелките на индикатора се различават:

- едностранна скала- това е скала, чиято игла на индикатора, когато се измерва, се отклонява само в една посока от нула (фиг. 1.1, д). Тази скала е най-често срещаната;

- двустранна скала- това е скала, стрелката на индикатора, когато се измерва, се отклонява както наляво, така и надясно от нулата. Освен това отклонението вляво от нулата дава отрицателни стойности на измерената стойност, а отклонението вдясно - положителни (фиг. 1.1, д). Индикаторите на аналоговите измервателни мостове и галванометрите имат такава скала;

- ненулева скала- това е скала, на която няма нулева маркировка (фиг. 1.1, g). Тази везна има електромеханични честотомери, генератори, градуирани по честота, продължителност на импулса, отместване във времето.

Електромеханичните и електронните АИП са широко разпространени в метрологичната практика. Устройствата и техните скали се характеризират с редица основни показатели.

Мащабно делениее празнината между две съседни скални знаци.

Стойност на делението на скалата (константа на инструмента), С,показва броя на единиците от измерената стойност на едно деление на скалата (фиг. 1.2):

Ориз. 1.2. Определяне на стойността на делението на скалата

(1.2),

Където А 1, А 2- съседни цифровизирани поделения;

n е броят на деленията между две цифри.

В примера (виж фиг. 1.2) стойността на делението на скалата е

В неравномерна скала цената на деленето се намира в секцията на скалата (но не в началото) между две съседни дигитализирани деления.

Скала на скалата- това е интервалът на дигитализираните деления по скалата на уреда. Например, ако скалата на индикатора има дигитализирани деления 0-10-20-30-40-50, тогава стъпката на скалата е 10.

Работна секция на везната- това е областта, в която грешката на инструмента не надхвърля определения клас на точност. За скалата на милиамперметъра, показана на фиг. 1.3, а, работната зона е зоната от 10 до 50 mA (това е и обхватът на измерване в устройство с едно ограничение). За скалата на волтметъра, показана на фиг. 1.3 б, работната зона е областта от 3 до 10 V. В работната зона производителят на уреда гарантира декларирания клас на точност от първото цифровизирано деление на скалата на аналоговия индикатор.

Ориз. 1.3. Скали на аналогови инструменти с различни работни области: милиамперметър (а) и волтметър (б)

чувствителност,с,инструмент чрез измерения параметър показва броя на деленията на скалата за единица от измерената стойност, т.е. е реципрочната на цената на разделяне:

(1.3).

Чувствителността на многообхватен инструмент се определя при най-малката граница на измерване.

Честотният обхват на устройството трябва да бъде известен за правилното му използване и за получаване на най-малката грешка при измерване. честотен диапазон- това е честотната лента, в рамките на която грешката на устройството, получена чрез промяна на честотата на сигнала, не надвишава допустимата граница. Разграничаване на устройства за работа в DC и AC вериги и универсални (използвани в DC и AC вериги).

За устройства, работещи в DC вериги, честотата е равна на куршум; за устройства, работещи в променливотокови вериги и универсални устройства, честотният диапазон обикновено се посочва на индикаторната скала и в паспорта.

Вътрешното съпротивление на устройството (амперметър, волтметър) обикновено се посочва в паспорта и на предния панел (директно или косвено). Амперметрите имат ниско съпротивление Р А, за волтметри - високо съпротивление Р Б.

Мощността, консумирана от устройството, се определя по следните формули:

за амперметър (1.4),

и за волтметри (1.5).

Колкото по-ниска е консумацията на енергия, толкова по-точно е измерването.

Токът, консумиран от волтметъра, се изразява по формулата:

Падане на напрежението в амперметъра по формулата:

(1.7).

Работната позиция на устройството може да бъде различна:

Хоризонтално (означено със символи или по скалата);

Вертикално (означено със символи или по скалата);

Наклонен (посочен на скалата със символ, показващ ъгъла на наклон).

Ако е разрешена всяка работна позиция, тогава обозначението отсъства.

Тълкуването на знаците и символите, посочени на предния панел на устройството, е дадено в таблица 1.2.

Раздел. 1.2. Символи върху скалите на електроизмервателните уреди

Име	Символ	Буквен шифър
Магнитоелектрическо устройство с подвижна рамка		М
Устройство за електромагнитна система		д
Устройство за електродинамична система		д
Устройство на феродинамична система		д
Електростатично устройство		СЪС
Устройство на токоизправителната система с токоизправител (токоизправително устройство)		IN
Магнитоелектрическо устройство с електронен преобразувател в измервателната верига (електронно устройство)		-
устройство за термоелектрическа система		T
Устройство за вибрационна система		-
DC ток		-
AC ток (еднофазен)		-
DC и AC ток (универсално устройство)		-
Ток трифазен променлив (общо обозначение)		-
Използвайте инструмента с вертикална скала		-
Използвайте инструмента с хоризонтална скала		-
Наклонени (с ъгъл 60°)		-
Клас на точност на инструмента, например 1,5		-
Изпитвателно напрежение, например 2 kV		-
Устройството е защитено от въздействието на външно магнитно поле (категория на защита 1)		-
Устройството е защитено от въздействието на външно електрическо поле (категория на защита 1)		-
внимание! Вижте инструкциите в инструкцията за експлоатация на устройството.		-

Граница на измерване на параметри,A максе най-голямата стойност на обхвата на измерване.

Диапазон на измерване на параметъра- това е диапазонът от стойности на измерената стойност, за които се нормализират допустимите грешки на AIP.

Методи за измерване.

В зависимост от метода на обработка на експерименталните измервателни данни за получаване на резултата се разграничават следните видове измервания - преки, непреки, съвместни, кумулативни и измервания на корелирани величини.

Директно измерване- това е измерване, при което стойността на дадено количество се намира директно от експерименталните данни в резултат на измерването. Пример за директно измерване е измерването на напрежението на източника с волтметър.

Непряко измерване- това е измерване, при което желаната стойност на дадено количество се намира въз основа на известна връзка между това количество и количествата, подложени на директни измервания. При непряко измерване стойността на измереното количество се получава чрез решаване на уравнението y = F(x 1 ,x 2 ,x 3 ,...,x n), където x 1 ,x 2 ,x 3 ,..., x n са стойностите на количествата, получени в резултат на директни измервания.

Пример за индиректно измерване - съпротивлението на резистор се намира от израза, в който резултатът от директните измервания на спада на напрежението се замества Uи тока, протичащ през резистора аз

Ставни измервания− едновременни измервания на стойностите на няколко различни величини за определяне на връзката между тях. Например, необходимо е да се определи калибровъчната характеристика на топлинното съпротивление.

Кумулативни измервания− едновременни измервания на няколко стойности на едни и същи количества, при които желаната стойност се намира чрез решаване на система от уравнения, съставена от резултатите от директни измервания на различни комбинации от стойностите на тези количества.

Измерване на корелирани величини− измерване на стойности на семейство от функции x k (t)И k(t),които са имплементации на процеси R xИ RUза да се установи връзка между тях.

Наличието на връзка се изразява в това, че в определен момент от време t0има такъв параметър, при който изпълнението на процесите R xИ RUси пасват по най-добрия възможен начин.

Методите за измерване се разграничават в зависимост от взаимодействието им с мярката, тяхната класификация е показана на фиг. 1.4.

Ориз. 1.4. Класификация на методите за измерване

Метод на измерване- набор от методи за използване на принципите и средствата за измерване. Измерванията се извършват по един от двата метода: методът на пряката оценка или методът на сравнение с мярката.

Метод на пряка оценка- метод, при който стойността на желаното количество се определя директно от отчитащото устройство на измервателния уред. Пример за директен метод за оценка е измерването на ток с амперметър.

Метод за сравнение на мерките- метод на измерване, при който измерената желана стойност се сравнява с хомогенна стойност, възпроизводима мярка. Методът на сравнение с мярка има няколко разновидности:

диференциален метод,

нулев метод,

метод на заместване,

Съвпадения.

Нулев методе метод, при който разликата между измерената стойност и възпроизводимата мярка се намалява до 0.

Ориз. 1.5. Структурна диаграма на нулевия метод,

Където НЕ– нулев индикатор; E x– обект на измерване; U за- мярка.

Полярността е важна: тук устройствата са включени противоположно; избираме такава мярка, чийто изходен сигнал е равен на сигнала на обекта на измерване (т.е. аз не=0). Разликата между измерената стойност и стойността на възпроизводимата мярка в процеса на измерване се намалява до нула, което се фиксира с помощта на нулев индикатор. Резултатът от измерването е равен на измерената стойност.

Методът осигурява висока точност, ако мярката е много точна и NI е силно чувствителен. Обикновено

Подобен метод е в основата на изграждането на измервателни мостове. Предимството на метода е точността.

При диференциален метод, както и с нула, измерената стойност се намира чрез измерване на разликата между желаната стойност и пряко или косвено с мярката.

Фиг. 1.6. Блокова схема на диференциалния метод.

Разликата между измерената стойност и стойността на възпроизводимата мярка се измерва с помощта на измервателен уред - волтметър (на фиг. 1.6.). Резултатът се определя като сбор от показанието на измервателния уред и стойността на възпроизводимата мярка . За този метод

метод на заместване- метод, при който измерената стойност се заменя с възпроизведена мярка.

Фиг. 1.7. Блокова диаграма на метода на заместване,

Където Rx– обект на измерване; R0- мярка.

В зависимост от позицията на ключа ДА СЕможете да напишете уравнението:

i x R x =u домашен любимец, i o R o =u домашен любимец.

Откъдето i x R x =i o R o,

Пример за прилагане на метода на заместване може да бъде измерването на относително голямо електрическо съпротивление при постоянен ток чрез последователно измерване на тока, протичащ през контролирания резистор и примерния. Захранването на веригата по време на измерванията трябва да се извършва от същия източник на ток. Съпротивлението на източника на ток и устройството, което измерва тока, трябва да бъде много малко в сравнение с променливото и примерното съпротивление.

Метод на съответствие- това е метод, при който измерената стойност се определя чрез периодични сигнали или специални скали. Фигурата на Лисажу е класически пример за метода на съвпаденията.

Класификация на средствата за измерване.

Електрическите измервателни уреди се отличават със следните характеристики:

По естеството на измерваната величина;

По естеството на тока;

Според степента на точност;

Според принципа на действие;

Според метода на получаване на показание;

По естеството на приложението.

В допълнение към тези характеристики могат да се разграничат и електрически измервателни уреди:

Начин на монтаж;

Според метода на защита от външни магнитни или електрически полета;

Чрез издръжливост по отношение на претоварвания;

Пригодност за използване при различни температури;

По отношение на общите размери и други характеристики.

За измерване на електрически величини се използват различни електрически измервателни уреди, а именно:

Ток - амперметър;

Напрежение - волтметър;

Електрическо съпротивление - омметър, съпротивителни мостове;

Мощност - ватметър;

Електрическа енергия - измервателен уред;

AC честоти - честотомер;

Фактор на мощността - фазомер.

Според вида на тока устройствата се разделят на устройства за постоянен ток, устройства за променлив ток и устройства за постоянен и променлив ток.

Според степента на точност устройствата се разделят на девет класа: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 И 4 . Цифрите показват стойността на допустимата намалена грешка в проценти.

Според принципа на действие устройствата се разделят на: магнитоелектрически; електромагнитни; електродинамичен (феромагнитен); индукция и други.

Според метода на получаване на отчитане устройствата могат да бъдат с директно отчитане и самозаписване.

Според характера на приложението устройствата се разделят на стационарни, преносими и за мобилни инсталации.

Тема 1.2. Метрологични показатели на средствата за измерване.

Основни характеристикиелектрически измервателни уреди са техните грешки, вариация на показанията, чувствителност към измерената стойност, консумация на енергия, време за установяване и надеждност.

Вариация на показанията на инструмента- това е най-голямата разлика в показанията на уреда за една и съща стойност на измерваното количество. Определя се с плавно приближаване на стрелката към пробния знак на скалата, когато тя се премести веднъж от началния и втори път от крайните белези на скалата. Вариацията на показанията характеризира степента на стабилност на показанията на устройството при едни и същи условия за измерване на едно и също количество. Тя е приблизително равна на удвоената грешка, дължаща се на триене, тъй като причината за промяната е главно триенето в лагерите на движещата се част.

Чувствителностелектрически измервателен уред до измерената стойност хсе нарича производна на преместване на показалеца Аизмерена стойност х. Преместване на показалеца А, който се изразява в деления или милиметри от скалата, за обширна група устройства се определя преди всичко от ъгъла на отклонение на подвижната част на измервателния механизъм. Освен това зависи от вида на четящото устройство и неговите характеристики (стрелка или светлинен индикатор, дължина на скалата, брой деления на скалата и др.).

Чувствителността на действителния механизъм на устройствата от тази група (независимо от използваното четящо устройство) е равна на:

(1.9)

Изразът определя чувствителността на устройството в дадена точка от скалата. Ако чувствителността е постоянна, т.е. не зависи от измерената стойност, то може да се определи от израза

В този случай чувствителността на устройството е числено равна на движението на стрелката, съответстваща на единицата на измерената стойност. При устройства с постоянна чувствителност движението на стрелката е пропорционално на измерената стойност, т.е. скалата на инструмента е еднаква.

Чувствителността на устройството има измерение, което зависи от естеството на измерената стойност, следователно, когато се използва терминът „чувствителност“, те казват „чувствителност на устройството към ток“, „чувствителност на устройството към напрежение“ и т.н. Например, чувствителността на напрежението на волтметър е 10 div/V.

Реципрочната стойност на чувствителността се нарича цена на деление(постоянно) устройство. Той е равен на броя единици от измерената стойност на едно деление на скалата:

Например ако С\u003d 10 div / V, тогава СЪС-0,1 V/дел

Когато електрически измервателен уред е свързан към захранвана верига, уредът консумира известна мощност от тази верига. В повечето случаи тази мощност е малка от гледна точка на икономия на енергия. Но при измерване във вериги с ниска мощност, в резултат на консумация на енергия от устройства, режимът на работа на веригата може да се промени, което ще доведе до увеличаване на грешката на измерване. Следователно ниската консумация на енергия от веригата, в която се извършва измерването, е предимство на устройството.

Мощността, консумирана от устройствата, в зависимост от принципа на работа, предназначението на устройството и границата на измерване, има най-много различни значенияи за повечето устройства е в диапазона от 10 -12 до 15 вата.

След свързване на електроизмервателния уред към електрическата верига минава определен период от време (време на установяване) до установяване на показанията на уреда, когато може да се направи отчитане. Под времето за установяване на показанията трябва да се разбира периодът от време, който изтича от момента на промяна на измерената стойност до момента, в който показалецът заеме позиция, съответстваща на новата стойност на измерената стойност. Въпреки това, ако вземем предвид, че някаква грешка е присъща на всички устройства, тогава времето, необходимо на показалеца да се движи в рамките на допустимата грешка на устройството, не представлява интерес.

Под времето за настройкаелектрически измервателен уред е периодът от време, изминал от момента на свързване или промяна на измерената стойност до момента, в който отклонението на стрелката от постоянната стойност не надвишава 1,5% от дължината на скалата. Времето за установяване на показанията за повечето видове показващи инструменти не надвишава 4 s.

Характеризират се цифровите инструменти време за измерване, което се разбира като времето от момента на промяна на измерената стойност или началото на цикъла на измерване до момента на получаване на нов резултат на четящо устройство с нормализирана грешка.

Под надеждност на електроизмервателните уредиразбират способността им да поддържат определени характеристики при определени работни условия за определено време. Ако стойността на една или повече характеристики на устройството надхвърли определените гранични стойности, тогава се казва, че е възникнала повреда. Количествена мярка за надеждност е минималната вероятност за безотказна работа на устройството в даден период от време и условия на работа.

Вероятност за непрекъсната работае вероятността, че в рамките на определено време Tнепрекъсната работа, няма да възникне повреда. Времето за работа е посочено в описанията на устройствата. Често се използва приблизителна стойност на този индикатор, определена от съотношението на броя устройства, които продължават след определено време Tработят безупречно, общ бройтествани устройства. Например за амперметри и волтметри от тип E8027 минималната стойност на вероятността за безотказна работа е 0,96 за 2000 часа.Следователно вероятността устройството от този типще запази зададените характеристики след 2000 часа работа, е най-малко 0,96, с други думи, от 100 устройства от този тип след работа за 2000 часа, като правило, не повече от четири устройства ще трябва да бъдат ремонтирани,

Надеждността също включва средно време на повреда на инструмента, което се определя като средноаритметично време на правилна работа на всяко устройство.

Обикновено, когато устройствата се произвеждат масово, малка част от тях се избира за тестване на надеждността. Индикаторите за надеждност, определени от резултатите от тези тестове, се приписват на цялата серия инструменти.

Гаранционен сроке периодът от време, през който производителят гарантира правилната работа на продукта, при спазване на правилата за експлоатация на устройството. Например, за микроамперметри тип M266M производителят гарантира безплатна подмяна или ремонт на устройството в рамките на 36 месеца от датата на изпращане от предприятието, а за честотомери тип E373 този период е 11 години.