Pengukuran dibedakan berdasarkan metode memperoleh informasi, berdasarkan sifat perubahan nilai terukur selama proses pengukuran, berdasarkan jumlah informasi pengukuran, dalam kaitannya dengan unit utama.
Menurut metode memperoleh informasi, pengukuran dibagi menjadi langsung, tidak langsung, kumulatif dan gabungan.
Pengukuran langsung - itu adalah perbandingan langsung dari kuantitas fisik dengan ukurannya. Misalnya, saat menentukan panjang suatu benda dengan penggaris, nilai yang diinginkan (ekspresi kuantitatif dari nilai panjang) dibandingkan dengan ukurannya, yaitu. penggaris.
Pengukuran tidak langsung berbeda dari yang langsung karena nilai kuantitas yang diinginkan diatur sesuai dengan hasil pengukuran langsung dari kuantitas tersebut yang dikaitkan dengan ketergantungan spesifik yang diinginkan Jadi, jika Anda mengukur arus dengan ammeter dan voltase dengan voltmeter , kemudian dengan hubungan fungsional yang diketahui dari ketiga besaran yang disebutkan, Anda dapat menghitung daya rangkaian listrik .
Pengukuran kumulatif dikaitkan dengan solusi sistem persamaan yang disusun dari hasil pengukuran simultan beberapa besaran homogen. Solusi dari sistem persamaan memungkinkan untuk menghitung nilai yang diinginkan.
Pengukuran bersama - ini adalah pengukuran dua atau lebih besaran fisik yang tidak homogen untuk menentukan hubungan di antara mereka.
Pengukuran kumulatif dan joint sering digunakan dalam pengukuran berbagai parameter dan karakteristik di bidang teknik elektro.
Sesuai dengan sifat perubahan nilai terukur selama proses pengukuran, ada pengukuran statistik, dinamis dan statis.
Pengukuran statistik terkait dengan penentuan karakteristik proses acak, sinyal suara, tingkat kebisingan, dll.
Pengukuran statis terjadi ketika nilai terukur praktis konstan.
Pengukuran dinamis dikaitkan dengan besaran yang mengalami perubahan tertentu selama proses pengukuran.
Pengukuran statis dan dinamis yang ideal jarang terjadi dalam praktiknya.
Menurut jumlah informasi pengukuran, pengukuran tunggal dan ganda dibedakan.
Pengukuran tunggal- ini adalah salah satu pengukuran dari satu besaran, mis. jumlah pengukuran sama dengan jumlah nilai yang diukur. Penggunaan praktis Jenis pengukuran ini selalu dikaitkan dengan kesalahan yang besar, jadi setidaknya tiga pengukuran tunggal harus dilakukan dan hasil akhirnya harus ditemukan sebagai rata-rata aritmatika.
Beberapa pengukuran dicirikan dengan kelebihan jumlah pengukuran dari jumlah besaran yang diukur. Biasanya jumlah minimum pengukuran dalam hal ini lebih dari tiga. Keuntungan dari beberapa pengukuran adalah pengurangan yang signifikan dalam pengaruh faktor acak pada kesalahan pengukuran.
Sehubungan dengan unit pengukuran dasar, mereka dibagi menjadi absolut dan relatif.
Pengukuran absolut disebut yang menggunakan pengukuran langsung dari satu (terkadang beberapa) besaran dasar dan konstanta fisik. Jadi, dalam rumus Einstein yang terkenal E \u003d mc 2 berat ( M) adalah besaran fisika dasar yang dapat diukur secara langsung (dengan menimbang), dan kecepatan cahaya ( C) adalah konstanta fisika.
Pengukuran relatif didasarkan pada penetapan rasio besaran terukur terhadap besaran homogen yang digunakan sebagai satu unit. Secara alami, nilai yang diinginkan tergantung pada unit pengukuran yang digunakan.
Konsep seperti "skala pengukuran", "prinsip pengukuran", "metode pengukuran" dikaitkan dengan pengukuran.
Skala pengukuran adalah seperangkat nilai kuantitas fisik yang teratur, yang berfungsi sebagai dasar pengukurannya. Mari kita jelaskan konsep ini menggunakan contoh skala suhu.
Dalam skala Celcius, titik leleh es diambil sebagai titik referensi, dan titik didih air diambil sebagai interval utama (titik referensi). Seperseratus dari interval ini adalah satuan suhu (derajat Celcius). Dalam skala suhu Fahrenheit, suhu leleh campuran es dan amonia (atau garam meja) diambil sebagai titik referensi, dan suhu tubuh normal orang sehat diambil sebagai titik referensi. Satuan suhu (derajat Fahrenheit) adalah sepersembilan puluh enam interval utama. Pada skala ini, titik leleh es adalah +32°F dan titik didih air adalah +212°F. Jadi, jika pada skala Celcius perbedaan antara titik didih air dan es yang mencair adalah 100°C, maka dalam Fahrenheit adalah 180°F. Dalam contoh ini, kami melihat peran skala yang diadopsi baik dalam nilai kuantitatif dari nilai terukur, dan dalam aspek memastikan keseragaman pengukuran. Dalam hal ini, diperlukan untuk menemukan rasio ukuran satuan untuk membandingkan hasil pengukuran, yaitu. t o F/t°C.
Dalam praktik metrologi dikenal beberapa jenis skala: skala nama, skala keteraturan, skala interval, skala rasio, dll.
Skala nama - ini adalah sejenis skala kualitatif, bukan kuantitatif, tidak mengandung nol dan satuan pengukuran. Contohnya adalah atlas bunga (skala warna). Proses pengukuran terdiri dari perbandingan visual objek yang dicat dengan sampel warna (sampel referensi atlas
warna). Karena setiap warna memiliki banyak pilihan, perbandingan seperti itu dapat dilakukan oleh seorang ahli berpengalaman yang tidak hanya memilikinya pengalaman praktis, tetapi juga oleh karakteristik khusus yang sesuai dari kemampuan visual
skala pesanan mencirikan nilai kuantitas yang diukur dalam poin (skala gempa bumi, kekuatan angin, kekerasan benda fisik, dll.).
Skala interval(perbedaan) memiliki nilai nol bersyarat, dan intervalnya ditentukan berdasarkan kesepakatan. Skala tersebut adalah skala waktu, skala panjang.
Skala hubungan memiliki nilai nol alami, dan unit pengukuran ditetapkan berdasarkan kesepakatan. Misalnya, skala massa (biasanya kita sebut "bobot"), mulai dari nol, dapat diukur dengan cara yang berbeda tergantung pada akurasi penimbangan yang diperlukan. Bandingkan rumah tangga dan analitik
9. Alat ukur dan karakteristiknya
DI DALAM literatur ilmiah sarana pengukuran teknis dibagi menjadi tiga kelompok besar. Ini adalah: ukuran, kaliber dan alat ukur universal, yang meliputi alat ukur, alat kontrol dan ukur (CIP), dan sistem.
1. Alat ukur adalah alat ukur yang dimaksudkan untuk memperbanyak besaran fisik dari ukuran yang telah ditentukan. Ukuran termasuk ukuran panjang bidang-paralel (ubin) dan ukuran sudut.
2. Kaliber adalah beberapa perangkat, yang tujuannya digunakan untuk mengontrol dan mencari dalam batas dimensi yang diperlukan, posisi relatif permukaan dan bentuk bagian. Biasanya, mereka dibagi menjadi: pengukur batas halus (staples dan sumbat), serta pengukur berulir, yang meliputi cincin atau staples berulir, sumbat berulir, dll.
3. Alat pengukur, disajikan sebagai alat yang menghasilkan sinyal informasi pengukur dalam bentuk yang dapat dipahami oleh persepsi pengamat.
4. Sistem pengukuran, dipahami sebagai seperangkat alat ukur tertentu dan beberapa alat bantu yang saling berhubungan melalui saluran komunikasi. Ini dirancang untuk menghasilkan sinyal informasi pengukuran dalam bentuk yang cocok untuk pemrosesan otomatis, serta untuk siaran dan aplikasi sistem otomatis pengelolaan.
5. Alat ukur universal, yang tujuannya digunakan untuk menentukan dimensi sebenarnya. Setiap alat ukur universal dicirikan oleh tujuannya, prinsip operasinya, yaitu prinsip fisik yang mendasari konstruksinya, fitur desain, dan karakteristik metrologinya.
Dalam pengukuran kontrol indikator sudut dan linier, pengukuran langsung digunakan; pengukuran relatif, tidak langsung atau kumulatif lebih jarang. Dalam literatur ilmiah, di antara metode pengukuran langsung, sebagai aturan, berikut ini dibedakan:
1) metode penilaian langsung, yaitu metode yang nilai besarannya ditentukan oleh alat pembaca alat ukur;
2) metode perbandingan dengan suatu ukuran, yang dipahami sebagai metode di mana suatu nilai tertentu dapat dibandingkan dengan nilai yang direproduksi oleh suatu ukuran;
3) metode penjumlahan, yang biasanya dipahami sebagai metode ketika nilai dari nilai yang diperoleh ditambah dengan ukuran yang nilainya sama sehingga instrumen yang digunakan untuk pembanding dipengaruhi oleh penjumlahannya yang sama dengan nilai yang telah ditentukan sebelumnya;
4) metode diferensial, yang dicirikan dengan mengukur perbedaan antara nilai yang diberikan dan nilai yang diketahui, ukuran yang dapat direproduksi. Metode tersebut memberikan hasil dengan tingkat akurasi yang cukup tinggi bila menggunakan alat ukur kasar;
5) metode nol, yang sebenarnya mirip dengan metode diferensial, tetapi perbedaan antara nilai yang diberikan dan ukurannya dikurangi menjadi nol. Selain itu, metode nol memiliki keunggulan tertentu, karena ukurannya bisa berkali-kali lebih kecil dari nilai terukur;
6) metode substitusi, yaitu metode pembandingan dengan suatu ukuran, dimana nilai yang diukur diganti dengan nilai yang diketahui, yang direproduksi oleh ukuran tersebut. Ingatlah bahwa ada juga metode yang tidak standar. Grup ini biasanya mencakup yang berikut:
1) metode oposisi, yang menyiratkan metode di mana nilai yang diberikan, serta nilai yang direproduksi oleh ukuran, pada saat yang sama bekerja pada perangkat pembanding;
2) metode kebetulan, dicirikan sebagai metode di mana perbedaan antara nilai yang dibandingkan diukur dengan menggunakan tanda kebetulan pada skala atau sinyal periodik.
10. Klasifikasi alat ukur
Alat ukur (SI)- ini adalah alat teknis atau seperangkat alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran dan memiliki karakteristik metrologi yang dinormalisasi. Dengan bantuan alat ukur, kuantitas fisik tidak hanya dapat dideteksi, tetapi juga diukur.
Alat ukur diklasifikasikan menurut kriteria berikut:
1) sesuai dengan metode implementasi konstruktif;
2) sesuai dengan tujuan metrologi.
Menurut metode implementasi konstruktif, alat ukur dibagi menjadi:
1) ukuran besarnya;
2) mengukur transduser;
3) alat ukur;
4) instalasi pengukur;
5) sistem pengukuran.
Ukuran besaran- Ini adalah alat ukur dengan ukuran tetap tertentu, dapat digunakan kembali untuk pengukuran. Alokasikan:
1) tindakan yang tidak ambigu;
2) tindakan multinilai;
3) set tindakan.
Sejumlah ukuran, secara teknis mewakili satu perangkat, di mana dimungkinkan untuk menggabungkan ukuran yang ada dengan cara yang berbeda, disebut penyimpanan ukuran.
Objek pengukuran dibandingkan dengan ukuran melalui pembanding (perangkat teknis). Misalnya, skala keseimbangan adalah pembanding.
Sampel standar (RS) termasuk dalam ukuran yang tidak ambigu. Ada dua jenis sampel standar:
1) sampel standar komposisi;
2) pola properti standar.
Bahan referensi untuk komposisi atau bahan- ini adalah sampel dengan nilai kuantitas tetap yang secara kuantitatif mencerminkan kandungan dalam suatu zat atau bahan dari semua miliknya bagian penyusun.
Sampel standar sifat-sifat suatu zat atau bahan adalah sampel dengan nilai kuantitas tetap yang mencerminkan sifat-sifat suatu zat atau bahan (fisik, biologis, dll.).
Setiap sampel standar harus lulus sertifikasi metrologi di badan layanan metrologi sebelum dapat digunakan.
Bahan referensi dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dan dalam daerah yang berbeda. Alokasikan:
1) SO antar negara bagian;
2) menyatakan SO;
3) SS industri;
4) SO organisasi (perusahaan).
Mengukur transduser (IP)- ini adalah alat ukur yang mengekspresikan nilai terukur melalui nilai lain atau mengubahnya menjadi sinyal informasi pengukuran, yang nantinya dapat diproses, diubah, dan disimpan. Transduser pengukur dapat mengonversi nilai terukur dengan berbagai cara. Alokasikan:
1) konverter analog (AP);
2) konverter digital-ke-analog (DAC);
3) konverter analog-ke-digital (ADC). Transduser pengukur dapat menempati posisi berbeda dalam rantai pengukuran. Alokasikan:
1) transduser pengukur utama yang bersentuhan langsung dengan objek pengukuran;
2) transduser pengukur perantara, yang terletak setelah transduser primer. Transduser pengukur utama diisolasi secara teknis; sinyal yang berisi informasi pengukuran masuk ke sirkuit pengukur dari transduser tersebut. Transduser pengukur utama adalah sensor. Secara struktural, sensor dapat ditempatkan cukup jauh dari alat pengukur perantara berikutnya, yang seharusnya menerima sinyalnya.
Sifat wajib dari transduser pengukur adalah sifat metrologi yang dinormalisasi dan masuk ke sirkuit pengukuran.
Alat pengukur adalah alat pengukuran yang dengannya nilai kuantitas fisik yang termasuk dalam rentang tetap diperoleh. Desain perangkat biasanya berisi perangkat yang mengubah nilai terukur dengan indikasinya menjadi bentuk yang mudah dipahami secara optimal. Untuk menampilkan informasi pengukuran dalam desain perangkat, misalnya, skala dengan panah atau indikator digital digunakan, di mana nilai dari nilai yang diukur dicatat. Dalam beberapa kasus, alat pengukur disinkronkan dengan komputer, dan kemudian informasi pengukuran ditampilkan ke layar.
Sesuai dengan metode penentuan nilai besaran yang diukur, berikut ini dibedakan:
1) alat ukur tindakan langsung;
2) alat ukur untuk pembanding.
Alat ukur kerja langsung- ini adalah perangkat yang memungkinkan untuk mendapatkan nilai kuantitas yang diukur langsung pada perangkat pembaca.
Alat pengukur perbandingan adalah alat yang dengannya nilai besaran yang diukur diperoleh dengan membandingkannya dengan besaran yang diketahui sesuai dengan ukurannya.
Alat ukur dapat menampilkan nilai terukur dengan berbagai cara. Alokasikan:
1) menunjukkan alat ukur;
2) pencatatan alat ukur.
Perbedaan di antara mereka adalah bahwa dengan bantuan alat pengukur penunjuk, hanya dimungkinkan untuk membaca nilai dari nilai yang diukur, dan desain alat pengukur perekam juga memungkinkan untuk merekam hasil pengukuran, misalnya dengan cara diagram atau gambar pada beberapa pembawa informasi.
Perangkat membaca- bagian yang diisolasi secara struktural dari alat ukur, yang dimaksudkan untuk membaca bacaan. Perangkat membaca dapat diwakili oleh skala, penunjuk, tampilan, dll. Perangkat membaca dibagi menjadi:
1) perangkat pembacaan skala;
2) alat baca digital;
3) mendaftarkan perangkat membaca. Perangkat pembacaan skala termasuk skala dan penunjuk.
Skala- ini adalah sistem tanda dan nilai numerik berurutan yang sesuai dari kuantitas yang diukur. Karakteristik utama skala:
1) jumlah pembagian pada skala;
2) panjang pembagian;
3) harga pembagian;
4) kisaran indikasi;
5) rentang pengukuran;
6) batas pengukuran.
Pembagian skala adalah jarak dari satu tanda pada skala ke tanda berikutnya.
Panjang divisi- ini adalah jarak dari satu aksial ke aksial berikutnya sepanjang garis imajiner yang melewati pusat tanda terkecil dari skala ini.
Nilai pembagian skala adalah selisih antara nilai dari dua nilai yang bertetangga pada skala tertentu.
Rentang Panggilan adalah rentang nilai skala, batas bawahnya adalah nilai awal dari skala yang diberikan, dan batas atas adalah nilai akhir dari skala yang diberikan.
Rentang pengukuran adalah rentang nilai di mana kesalahan maksimum yang diizinkan yang dinormalisasi dibuat.
Batas pengukuran adalah nilai minimum dan maksimum dari rentang pengukuran.
Skala hampir seragam- ini adalah skala di mana harga divisi berbeda tidak lebih dari 13% dan memiliki harga divisi tetap.
Skala yang tidak rata secara signifikan adalah skala di mana pembagiannya dipersempit dan untuk pembagian yang nilai sinyal keluarannya setengah dari jumlah batas rentang pengukuran.
Ada beberapa jenis skala alat ukur berikut:
1) skala satu sisi;
2) skala dua sisi;
3) skala simetris;
4) skala bebas nol.
Skala satu sisi adalah skala dengan nol di awal.
skala dua sisi adalah skala di mana nol tidak berada di awal skala.
Skala simetris adalah skala dengan nol di tengah.
Pengaturan pengukuran- ini adalah alat ukur, yang merupakan seperangkat ukuran, IP, alat ukur, dll., Melakukan fungsi serupa, digunakan untuk mengukur sejumlah besaran fisik dan dikumpulkan di satu tempat. Jika pengaturan pengukuran digunakan untuk pengujian produk, ini adalah meja pengujian.
Sistem pengukuran- ini adalah alat ukur, yang merupakan kombinasi dari ukuran, IP, alat ukur, dll., Melakukan fungsi serupa, terletak di bagian yang berbeda ruang tertentu dan dirancang untuk mengukur sejumlah kuantitas fisik dalam ruang tertentu.
Menurut tujuan metrologi, alat ukur dibagi menjadi:
1) alat ukur kerja;
2) standar.
Alat ukur kerja (RSI) adalah alat ukur yang digunakan untuk melakukan pengukuran teknis. Alat ukur kerja dapat digunakan dalam kondisi yang berbeda. Alokasikan:
1) alat ukur laboratorium yang digunakan dalam penelitian ilmiah;
2) alat ukur produksi yang digunakan dalam pengendalian arus bermacam-macam proses teknologi dan kualitas produk;
3) alat ukur lapangan yang digunakan selama pengoperasian pesawat terbang, mobil dan lainnya perangkat teknis.
Persyaratan tertentu dikenakan pada masing-masing jenis alat ukur kerja. Persyaratan untuk alat ukur kerja laboratorium adalah tingkat akurasi dan sensitivitas yang tinggi, untuk RSI industri - tingkat ketahanan yang tinggi terhadap getaran, guncangan, perubahan suhu, untuk RSI lapangan - stabilitas dan operasi yang tepat dalam berbagai kondisi suhu, ketahanan terhadap tinggi tingkat kelembaban.
Standar- ini adalah alat ukur dengan tingkat akurasi tinggi yang digunakan dalam studi metrologi untuk mengirimkan informasi tentang ukuran suatu unit. Alat pengukuran yang lebih akurat mentransmisikan informasi tentang ukuran unit, dan seterusnya, sehingga membentuk semacam rantai, di setiap tautan berikutnya yang keakuratan informasi ini sedikit lebih rendah daripada yang sebelumnya.
Informasi tentang ukuran unit ditransmisikan selama verifikasi alat ukur. Verifikasi alat ukur dilakukan untuk menyetujui kesesuaiannya.
11. Karakteristik kemetrologian alat ukur dan standarisasinya
Sifat metrologi alat ukur- ini adalah sifat yang berdampak langsung pada hasil pengukuran yang dilakukan dengan cara ini dan pada kesalahan pengukuran ini.
Sifat metrologi kuantitatif dicirikan oleh indikator sifat metrologi, yang merupakan karakteristik metrologinya.
Karakteristik kemetrologian yang disetujui oleh ND adalah karakteristik kemetrologian standar Sifat kemetrologian alat ukur dibagi menjadi:
1) sifat-sifat yang menetapkan ruang lingkup alat ukur:
2) sifat-sifat yang menentukan ketelitian dan kebenaran hasil pengukuran yang diperoleh.
Sifat-sifat yang menetapkan ruang lingkup penerapan alat ukur ditentukan oleh karakteristik kemetrologian berikut:
1) rentang pengukuran;
2) ambang kepekaan.
Rentang pengukuran- ini adalah rentang nilai kuantitas di mana nilai batas kesalahan dinormalisasi. Batas pengukuran bawah dan atas (kanan dan kiri) disebut batas pengukuran bawah dan atas.
Ambang batas sensitivitas- ini adalah nilai minimum dari nilai terukur yang dapat menyebabkan distorsi nyata pada sinyal yang diterima.
Sifat-sifat yang menentukan ketelitian dan kebenaran hasil pengukuran yang diperoleh ditentukan oleh karakteristik kemetrologian berikut:
1) kebenaran hasil;
2) ketepatan hasil.
Keakuratan hasil yang diperoleh alat ukur tertentu ditentukan oleh kesalahannya.
Kesalahan alat ukur- ini adalah perbedaan antara hasil pengukuran suatu kuantitas dan nilai riil (sebenarnya) dari kuantitas tersebut. Untuk alat ukur yang berfungsi, nilai nyata (valid) dari kuantitas yang diukur adalah indikasi standar kerja dari tingkat yang lebih rendah. Dengan demikian, dasar perbandingannya adalah nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur yang lebih tinggi dalam skema verifikasi dibandingkan dengan alat ukur yang diuji.
Q n \u003d Q n?Q 0,
di mana AQ n adalah kesalahan alat ukur yang diuji;
Q n - nilai kuantitas tertentu yang diperoleh dengan menggunakan alat ukur yang diuji;
Penjatahan karakteristik metrologi- ini adalah pengaturan batas penyimpangan nilai karakteristik metrologi sebenarnya dari alat ukur dari nilai nominalnya. Tujuan utama standardisasi karakteristik metrologi adalah untuk memastikan pertukaran dan keseragaman pengukurannya. Nilai-nilai karakteristik metrologi nyata ditetapkan selama produksi alat ukur, di masa mendatang, selama pengoperasian alat ukur, nilai-nilai ini harus diperiksa. Jika satu atau lebih dari karakteristik kemetrologian yang dinormalisasi melampaui batas yang diatur, alat ukur harus segera disesuaikan atau ditarik dari layanan.
Nilai karakteristik metrologi diatur oleh standar alat ukur yang relevan. Selain itu, karakteristik kemetrologian dinormalisasi secara terpisah untuk kondisi normal dan operasi untuk penggunaan alat ukur. Kondisi penggunaan normal adalah kondisi dimana terjadi perubahan karakteristik metrologi akibat paparan faktor eksternal(medan magnet luar, kelembapan, suhu) dapat diabaikan. Kondisi operasi adalah kondisi dimana perubahan besaran yang mempengaruhi memiliki jangkauan yang lebih luas.
12. Jaminan kemetrologian, dasar-dasarnya
Dukungan metrologi, atau MO singkatnya, adalah pembentukan dan penggunaan dasar ilmiah dan organisasi, serta sejumlah sarana teknis, norma dan aturan yang diperlukan untuk mematuhi prinsip persatuan dan akurasi pengukuran yang diperlukan. Sampai saat ini, pengembangan MO bergerak ke arah transisi dari tugas sempit yang ada untuk memastikan kesatuan dan akurasi pengukuran yang diperlukan ke tugas baru untuk memastikan kualitas pengukuran. Namun istilah ini juga berlaku dalam bentuk konsep "dukungan metrologi proses teknologi (produksi, organisasi)", yang menyiratkan pengukuran MO (pengujian atau kontrol) dalam proses, produksi, organisasi ini. Objek MO dapat dianggap sebagai semua tahapan siklus hidup (LC) dari suatu produk (produk) atau layanan, di mana siklus hidup dianggap sebagai serangkaian proses yang saling terkait secara berurutan untuk menciptakan dan mengubah keadaan suatu produk dari perumusan persyaratan awal untuk itu sampai akhir operasi atau konsumsi. Seringkali, pada tahap pengembangan produk, untuk mencapai produk berkualitas tinggi, pilihan parameter yang dikontrol, standar akurasi, toleransi, alat ukur, kontrol dan pengujian dilakukan. Dan dalam proses pengembangan MO, diinginkan untuk menggunakan pendekatan sistematis, di mana dukungan yang ditentukan dianggap sebagai serangkaian proses yang saling terkait yang disatukan oleh satu tujuan. Tujuan ini adalah untuk mencapai kualitas pengukuran yang dibutuhkan. Dalam literatur ilmiah, sebagai suatu peraturan, sejumlah proses seperti itu dibedakan:
1) menetapkan kisaran parameter terukur, serta standar akurasi yang paling tepat untuk kontrol kualitas produk dan manajemen proses;
2) studi kelayakan dan pemilihan alat ukur, pengujian dan kontrol serta penetapan nomenklatur rasionalnya;
3) standarisasi, penyatuan, dan agregasi alat kontrol dan pengukuran yang digunakan;
4) pengembangan, implementasi dan sertifikasi metode modern untuk melakukan pengukuran, pengujian dan kontrol (MVI);
5) verifikasi, sertifikasi kemetrologian dan kalibrasi KIO atau instrumentasi, serta peralatan uji digunakan dalam perusahaan;
6) kontrol atas produksi, kondisi, penggunaan dan perbaikan KIO, serta kepatuhan yang ketat terhadap aturan metrologi dan standar di perusahaan;
7) partisipasi dalam proses pembuatan dan penerapan standar perusahaan;
8) pengenalan standar internasional, negara bagian, industri, serta dokumen peraturan lain dari Standar Negara;
9) melakukan pemeriksaan metrologi proyek dokumentasi desain, teknologi dan regulasi;
10) analisis keadaan pengukuran, pengembangan atas dasar itu dan penerapan berbagai tindakan untuk meningkatkan MO;
11) pelatihan karyawan dari layanan dan divisi terkait perusahaan untuk melakukan pengendalian dan pengukuran operasi.
Organisasi dan penyelenggaraan semua acara di Wilayah Moskow adalah hak prerogatif layanan metrologi. Dukungan metrologi didasarkan pada empat lapisan. Sebenarnya, mereka memiliki nama yang mirip dalam literatur ilmiah - yayasan. Jadi, ini adalah dasar ilmiah, organisasi, peraturan dan teknis. Perhatian khusus Saya ingin beralih ke fondasi organisasi dukungan metrologi. Layanan organisasi dukungan metrologi termasuk Layanan Metrologi Negara dan Layanan Metrologi Departemen.
Layanan Metrologi Negara, atau singkatnya GMS, bertanggung jawab untuk menyediakan pengukuran metrologi di Rusia pada tingkat lintas sektoral, dan juga melakukan kegiatan kontrol dan pengawasan di bidang metrologi. HMSnya meliputi:
1) pusat metrologi ilmiah negara (SSMC), lembaga penelitian metrologi yang bertanggung jawab, menurut kerangka legislatif, untuk penerapan, penyimpanan, dan pembuatan standar negara dan pengembangan peraturan untuk menjaga keseragaman pengukuran dalam bentuk pengukuran tetap;
2) badan Layanan Migrasi Negara di wilayah republik yang merupakan bagian dari Federasi Rusia, badan daerah otonom, badan distrik otonom, daerah, wilayah, kota Moskow dan St.
Kegiatan utama badan HMS ditujukan untuk memastikan keseragaman pengukuran di dalam negeri. Ini termasuk pembuatan standar negara dan sekunder, pengembangan sistem untuk mentransfer ukuran unit PV ke alat ukur kerja, pengawasan negara atas kondisi, penggunaan, produksi, dan perbaikan alat ukur, pemeriksaan metrologi dokumentasi dan yang paling penting jenis produk, panduan metodologi untuk MS badan hukum. HMS dikelola oleh Gosstandart.
Layanan metrologi departemen, yang, sesuai dengan ketentuan Undang-Undang "Tentang Memastikan Keseragaman Pengukuran", dapat dibuat di perusahaan untuk memastikan MO. Itu harus dipimpin oleh perwakilan administrasi dengan pengetahuan dan otoritas yang sesuai. adalah wajib. Bidang kegiatan tersebut meliputi:
1) perawatan kesehatan, kedokteran hewan, keamanan lingkungan, pemeliharaan keselamatan tenaga kerja;
2) operasi perdagangan dan penyelesaian timbal balik antara penjual dan pembeli, yang biasanya mencakup transaksi menggunakan mesin slot dan perangkat lainnya;
3) operasi akuntansi negara;
4) pertahanan negara;
5) pekerjaan geodetik dan hidrometeorologi;
6) operasi perbankan, bea cukai, pajak dan pos;
7) produksi produk yang dipasok berdasarkan kontrak untuk kebutuhan negara sesuai dengan kerangka legislatif Federasi Rusia;
8) kontrol dan pengujian kualitas produk untuk memastikan kepatuhan dengan persyaratan wajib standar negara RF;
9) sertifikasi barang dan jasa tanpa gagal;
10) pengukuran yang dilakukan atas nama sejumlah lembaga pemerintah: pengadilan, arbitrase, kejaksaan, badan pemerintah Federasi Rusia;
11) kegiatan pendaftaran yang berkaitan dengan rekor nasional atau internasional di bidang olahraga. Layanan metrologi badan pengatur negara mencakup komponen-komponen berikut:
1) subdivisi struktural kepala ahli metrologi sebagai bagian dari kantor pusat badan negara;
2) kepala dan organisasi pangkalan layanan kemetrologian di industri dan subsektor, ditunjuk oleh badan pengatur;
3) layanan kemetrologian perusahaan, asosiasi, organisasi dan lembaga.
Bagian penting lainnya dari HI adalah landasan ilmiah dan metodologisnya. Dengan demikian, komponen utama dari yayasan ini adalah Pusat Metrologi Ilmiah Negara (SSMC), yang dibuat dari perusahaan dan organisasi di bawah yurisdiksi Standar Negara atau mereka divisi struktural melakukan berbagai operasi pada pembuatan, penyimpanan, peningkatan, penerapan dan penyimpanan standar negara satuan kuantitas, dan, sebagai tambahan, mengembangkan aturan regulasi untuk tujuan memastikan keseragaman pengukuran, memiliki personel berkualifikasi tinggi dalam komposisinya. Sebagai aturan, pemberian status GNMC kepada perusahaan tidak memengaruhi bentuk kepemilikan dan bentuk organisasi dan hukumnya, tetapi hanya berarti bahwa mereka termasuk dalam kelompok objek yang memiliki bentuk khusus dukungan negara. Fungsi utama SSMC adalah sebagai berikut:
1) penciptaan, peningkatan, penerapan dan penyimpanan standar negara satuan kuantitas;
2) melakukan penelitian dan pengembangan terapan dan mendasar di bidang metrologi, yang dapat mencakup pembuatan berbagai instalasi eksperimental, pengukuran awal dan skala untuk memastikan keseragaman pengukuran;
3) transfer dari standar negara data awal tentang ukuran satuan kuantitas;
4) melakukan uji keadaan alat ukur;
5) pengembangan peralatan yang dibutuhkan untuk HMS;
6) pengembangan dan peningkatan regulasi, organisasi, ekonomi dan landasan ilmiah kegiatan yang bertujuan untuk memastikan keseragaman pengukuran tergantung pada spesialisasi;
7) interaksi dengan layanan metrologi badan eksekutif federal, organisasi dan perusahaan yang berstatus badan hukum;
8) memberikan informasi tentang keseragaman pengukuran perusahaan dan organisasi
9) penyelenggaraan berbagai acara yang berkaitan dengan kegiatan GSVCH, GSSSD dan GSSO;
10) melakukan pemeriksaan bagian Kementerian Pertahanan program federal dan lainnya;
11) organisasi pemeriksaan dan pengukuran metrologi atas permintaan sejumlah badan negara: pengadilan, arbitrase, kantor kejaksaan atau badan eksekutif federal;
12) pelatihan dan pelatihan ulang personel yang berkualifikasi tinggi;
13) partisipasi dalam perbandingan standar negara dengan standar nasional, tersedia di sejumlah negara asing, serta partisipasi dalam pengembangan norma dan aturan internasional.
Kegiatan SSMC diatur dengan Keputusan Pemerintah Federasi Rusia tanggal 12 Februari 1994, No.100.
Komponen penting dari dasar MO adalah, sebagaimana disebutkan di atas, instruksi metodologis dan dokumen panduan, yang berarti dokumen peraturan konten metodologis, dikembangkan oleh organisasi yang berada di bawah Standar Negara Federasi Rusia. Jadi, di bidang landasan ilmiah dan metodologi dukungan metrologi, Standar Negara Rusia menyelenggarakan:
1) melakukan kegiatan penelitian dan pengembangan di bidang kegiatan yang ditugaskan, dan juga menetapkan aturan untuk melakukan pekerjaan di bidang metrologi, standardisasi, akreditasi dan sertifikasi, serta kontrol dan pengawasan negara di bidang bawahan, memberikan panduan metodologis untuk ini bekerja;
2) memberikan panduan metodologis untuk pelatihan di bidang metrologi, sertifikasi dan standardisasi, menetapkan persyaratan untuk tingkat kualifikasi dan kompetensi personel. Menyelenggarakan pelatihan, pelatihan ulang, dan pelatihan lanjutan bagi para spesialis.
13. Kesalahan pengukuran
Dalam praktiknya, penggunaan pengukuran sangat banyak indikator penting keakuratannya menjadi, yang merupakan tingkat kedekatan hasil pengukuran dengan beberapa nilai nyata, yang digunakan untuk perbandingan kualitatif operasi pengukuran. Dan sebagai penilaian kuantitatif, sebagai aturan, kesalahan pengukuran digunakan. Selain itu, semakin kecil kesalahannya, semakin tinggi akurasinya.
Menurut hukum teori kesalahan, jika akurasi hasil perlu ditingkatkan (dengan kesalahan sistematik yang dikecualikan) sebanyak 2 kali, maka jumlah pengukuran harus ditambah sebanyak 4 kali; jika diperlukan peningkatan akurasi sebanyak 3 kali lipat, maka jumlah pengukuran ditambah sebanyak 9 kali lipat, dst.
Proses penilaian kesalahan pengukuran dianggap sebagai salah satu kegiatan terpenting dalam memastikan keseragaman pengukuran. Secara alami, ada sejumlah besar faktor yang memengaruhi akurasi pengukuran. Akibatnya, klasifikasi kesalahan pengukuran apa pun agak sewenang-wenang, karena seringkali, bergantung pada kondisi proses pengukuran, kesalahan dapat muncul dalam kelompok yang berbeda. Dalam hal ini, menurut prinsip ketergantungan pada bentuk, ekspresi kesalahan pengukuran ini dapat berupa: absolut, relatif, dan tereduksi.
Selain itu, atas dasar ketergantungan pada sifat manifestasi, penyebab dan kemungkinan untuk menghilangkan kesalahan pengukuran, mereka dapat menjadi komponen Dalam hal ini komponen kesalahan berikut dibedakan: sistematis dan acak.
Komponen sistematis tetap konstan atau berubah dengan pengukuran selanjutnya dari parameter yang sama.
Komponen acak berubah dengan perubahan berulang pada parameter yang sama secara acak. Kedua komponen kesalahan pengukuran (baik acak maupun sistematis) muncul secara bersamaan. Selain itu, nilai kesalahan acak tidak diketahui sebelumnya, karena dapat muncul karena sejumlah faktor yang tidak ditentukan Jenis kesalahan ini tidak dapat sepenuhnya dikecualikan, tetapi pengaruhnya dapat dikurangi dengan memproses hasil pengukuran.
Kesalahan sistematis, dan ini adalah kekhasannya, jika dibandingkan dengan kesalahan acak, yang terdeteksi terlepas dari sumbernya, dianggap sebagai komponen sehubungan dengan sumber kejadian.
Komponen kesalahan juga dapat dibagi menjadi: metodologis, instrumental dan subyektif. Kesalahan sistematis subyektif dikaitkan dengan karakteristik individu operator. Kesalahan seperti itu dapat terjadi karena kesalahan dalam membaca bacaan atau kurangnya pengalaman operator. Pada dasarnya, kesalahan sistematis muncul karena komponen metodologis dan instrumental. Komponen metodologi kesalahan ditentukan oleh ketidaksempurnaan metode pengukuran, metode penggunaan SI, ketidaktepatan rumus perhitungan dan pembulatan hasil. Komponen instrumental muncul karena kesalahan MI yang melekat, ditentukan oleh kelas akurasi, pengaruh MI pada hasil, dan resolusi MI. Ada juga yang namanya "kesalahan atau kesalahan besar", yang mungkin muncul karena tindakan operator yang salah, kerusakan alat ukur, atau perubahan tak terduga dalam situasi pengukuran. Kesalahan seperti itu biasanya terdeteksi dalam proses meninjau hasil pengukuran menggunakan kriteria khusus. Elemen penting Klasifikasi ini adalah pencegahan kesalahan, dipahami sebagai cara paling rasional untuk mengurangi kesalahan, adalah dengan menghilangkan pengaruh faktor apa pun.
14. Jenis kesalahan
Ada beberapa jenis kesalahan berikut:
1) kesalahan mutlak;
2) kesalahan relatif;
3) mengurangi kesalahan;
4) kesalahan dasar;
5) kesalahan tambahan;
6) kesalahan sistematis;
7) kesalahan acak;
8) kesalahan instrumental;
9) kesalahan metodologi;
10) kesalahan pribadi;
11) kesalahan statis;
12) kesalahan dinamis.
Kesalahan pengukuran diklasifikasikan menurut kriteria berikut.
Menurut metode ekspresi matematis, kesalahan dibagi menjadi kesalahan absolut dan kesalahan relatif.
Menurut interaksi perubahan waktu dan nilai input, kesalahan dibagi menjadi kesalahan statis dan kesalahan dinamis.
Menurut sifat munculnya kesalahan, mereka dibagi menjadi kesalahan sistematis dan kesalahan acak.
Kesalahan mutlak adalah nilai yang dihitung sebagai selisih antara nilai kuantitas yang diperoleh selama proses pengukuran dan nilai nyata (aktual) dari kuantitas yang diberikan.
Kesalahan absolut dihitung menggunakan rumus berikut:
Q n \u003d Q n?Q 0,
di mana AQ n adalah kesalahan absolut;
Q N- nilai kuantitas tertentu yang diperoleh dalam proses pengukuran;
Q 0 - nilai kuantitas yang sama, diambil sebagai dasar perbandingan (nilai riil).
Kesalahan pengukuran mutlak adalah nilai yang dihitung sebagai selisih antara angka, yang merupakan nilai nominal pengukuran, dan nilai riil (aktual) kuantitas yang direproduksi oleh pengukuran.
Kesalahan relatif adalah angka yang mencerminkan tingkat ketelitian pengukuran.
Kesalahan relatif dihitung menggunakan rumus berikut:
dimana?Q adalah kesalahan absolut;
Q 0 adalah nilai riil (sebenarnya) dari besaran yang diukur.
Mengurangi kesalahan adalah nilai yang dihitung sebagai rasio dari nilai kesalahan absolut dengan nilai normalisasi.
Nilai normalisasi didefinisikan sebagai berikut:
1) untuk alat ukur yang nilai nominalnya disetujui, nilai nominal ini diambil sebagai nilai normalisasi;
2) untuk alat ukur yang nilai nolnya terletak di tepi skala pengukuran atau di luar skala, nilai normalisasi diambil sama dengan nilai akhir dari rentang pengukuran. Pengecualian adalah alat ukur dengan skala pengukuran yang sangat tidak merata;
3) untuk alat ukur, di mana tanda nol terletak di dalam rentang pengukuran, nilai normalisasi diambil sama dengan jumlah nilai numerik akhir dari rentang pengukuran;
4) untuk alat ukur (alat ukur), yang skalanya tidak rata, nilai normalisasi diambil sama dengan seluruh panjang skala pengukuran atau panjang bagian yang sesuai dengan rentang pengukuran. Kesalahan absolut kemudian dinyatakan dalam satuan panjang.
Kesalahan pengukuran meliputi kesalahan instrumental, kesalahan metodologi, dan kesalahan pembacaan. Selain itu, kesalahan pembacaan muncul karena ketidaktepatan dalam menentukan pembagian pecahan skala pengukuran.
Kesalahan instrumental- ini adalah kesalahan yang timbul karena kesalahan yang dilakukan dalam proses pembuatan bagian fungsional dari alat pengukur kesalahan.
Kesalahan metodologi adalah kesalahan karena alasan berikut:
1) ketidaktepatan dalam membangun model proses fisik yang menjadi dasar alat ukur;
2) penggunaan alat ukur yang tidak tepat.
Kesalahan subyektif- ini merupakan kesalahan yang timbul karena rendahnya kualifikasi operator alat ukur, serta karena kesalahan organ penglihatan manusia, yaitu faktor manusia yang menjadi penyebab kesalahan subjektif tersebut.
Kesalahan dalam interaksi perubahan waktu dan nilai input dibagi menjadi kesalahan statis dan dinamis.
Kesalahan statis- ini adalah kesalahan yang terjadi dalam proses pengukuran nilai konstan (tidak berubah waktu).
Kesalahan dinamis- ini adalah kesalahan, nilai numeriknya dihitung sebagai perbedaan antara kesalahan yang terjadi saat mengukur kuantitas non-konstan (bervariasi dalam waktu), dan kesalahan statis (kesalahan dalam nilai kuantitas yang diukur pada a titik waktu tertentu).
Menurut sifat ketergantungan kesalahan pada besaran yang mempengaruhi, kesalahan dibagi menjadi dasar dan tambahan.
Kesalahan dasar adalah kesalahan yang diperoleh dalam kondisi operasi normal dari alat ukur (pada nilai normal dari besaran yang mempengaruhi).
Kesalahan tambahan- ini adalah kesalahan yang terjadi ketika nilai besaran yang mempengaruhi tidak sesuai dengan nilai normalnya, atau jika besaran yang mempengaruhi melampaui batas area nilai normal.
Kondisi normal adalah kondisi di mana semua nilai besaran yang berpengaruh adalah normal atau tidak melampaui batas kisaran nilai normal.
Kondisi kerja- ini adalah kondisi di mana perubahan kuantitas yang berpengaruh memiliki jangkauan yang lebih luas (nilai pengaruh tidak melampaui batas wilayah kerja nilai-nilai).
Rentang kerja nilai kuantitas yang mempengaruhi adalah rentang nilai di mana nilai kesalahan tambahan dinormalisasi.
Menurut sifat ketergantungan kesalahan pada nilai input, kesalahan dibagi menjadi penjumlahan dan perkalian.
Kesalahan aditif- ini adalah kesalahan yang terjadi karena penjumlahan nilai numerik dan tidak tergantung pada nilai besaran yang diukur, diambil modulo (absolut).
Kesalahan perkalian- ini adalah kesalahan yang berubah seiring dengan perubahan nilai besaran yang diukur.
Perlu dicatat bahwa nilai kesalahan aditif absolut tidak terkait dengan nilai besaran yang diukur dan sensitivitas alat ukur. Kesalahan aditif absolut tidak berubah selama seluruh rentang pengukuran.
Nilai kesalahan penjumlahan mutlak menentukan nilai minimum besaran yang dapat diukur oleh alat ukur.
Nilai kesalahan perkalian berubah sebanding dengan perubahan nilai besaran yang diukur. Nilai kesalahan perkalian juga sebanding dengan sensitivitas alat ukur, kesalahan perkalian muncul karena pengaruh besaran yang mempengaruhi karakteristik parametrik elemen instrumen.
Kesalahan yang mungkin terjadi selama proses pengukuran diklasifikasikan menurut sifat kejadiannya. Alokasikan:
1) kesalahan sistematis;
2) kesalahan acak.
Kesalahan dan kesalahan besar juga dapat muncul dalam proses pengukuran.
Kesalahan sistematis- ini adalah bagian integral dari seluruh kesalahan hasil pengukuran, yang tidak berubah atau berubah secara alami dengan pengukuran berulang dengan nilai yang sama. Biasanya, kesalahan sistematis dicoba untuk dihilangkan. cara yang mungkin(misalnya, dengan menggunakan metode pengukuran yang mengurangi kemungkinan terjadinya), tetapi jika kesalahan sistematis tidak dapat dikecualikan, kesalahan tersebut dihitung sebelum dimulainya pengukuran dan koreksi yang sesuai dilakukan pada hasil pengukuran. Dalam proses normalisasi kesalahan sistematis, batas nilai yang dapat diterima ditentukan. Kesalahan sistematis menentukan kebenaran pengukuran alat ukur (properti metrologi).
Kesalahan sistematis dalam beberapa kasus dapat ditentukan secara eksperimental. Hasil pengukuran kemudian dapat disempurnakan dengan memperkenalkan koreksi.
Metode untuk menghilangkan kesalahan sistematis dibagi menjadi empat jenis:
1) penghapusan penyebab dan sumber kesalahan sebelum dimulainya pengukuran;
2) penghapusan kesalahan dalam proses pengukuran yang sudah dimulai dengan metode substitusi, kompensasi kesalahan tanda, pertentangan, pengamatan simetris;
3) koreksi hasil pengukuran dengan melakukan amandemen (penghapusan kesalahan dengan perhitungan);
4) penentuan batas kesalahan sistematik dalam hal tidak dapat dihilangkan.
Penghapusan penyebab dan sumber kesalahan sebelum dimulainya pengukuran. Metode ini adalah yang paling pilihan terbaik, karena penggunaannya menyederhanakan pengukuran selanjutnya (tidak perlu menghilangkan kesalahan dalam proses pengukuran yang sudah dimulai atau melakukan koreksi pada hasil yang diperoleh).
Untuk menghilangkan kesalahan sistematis dalam proses pengukuran yang sudah dimulai, berbagai metode digunakan.
Metode amandemen didasarkan pada pengetahuan tentang kesalahan sistematis dan pola perubahannya saat ini. Saat menggunakan metode ini, hasil pengukuran yang diperoleh dengan kesalahan sistematis mengalami koreksi yang besarnya sama dengan kesalahan ini, tetapi berlawanan tanda.
metode substitusi terdiri dari fakta bahwa besaran yang diukur diganti dengan ukuran yang ditempatkan dalam kondisi yang sama di mana objek pengukuran berada. Metode substitusi digunakan saat mengukur parameter listrik berikut: resistansi, kapasitansi, dan induktansi.
Masuk metode kompensasi kesalahan terdiri dari kenyataan bahwa pengukuran dilakukan dua kali sedemikian rupa sehingga kesalahan, yang tidak diketahui besarnya, termasuk dalam hasil pengukuran dengan tanda yang berlawanan.
Metode kontras mirip dengan kompensasi berbasis tanda. Metode ini terdiri dari fakta bahwa pengukuran dilakukan dua kali sedemikian rupa sehingga sumber kesalahan pada pengukuran pertama memiliki pengaruh yang berlawanan dengan hasil pengukuran kedua.
kesalahan acak- ini adalah komponen kesalahan hasil pengukuran, yang berubah secara acak, tidak teratur selama pengukuran berulang dengan nilai yang sama. Terjadinya kesalahan acak tidak dapat diramalkan dan diprediksi. Kesalahan acak tidak dapat sepenuhnya dihilangkan, selalu mendistorsi hasil pengukuran akhir sampai batas tertentu. Tetapi dimungkinkan untuk membuat hasil pengukuran lebih akurat dengan melakukan pengukuran berulang. Penyebab kesalahan acak dapat berupa, misalnya, perubahan acak faktor eksternal yang mempengaruhi proses pengukuran. Kesalahan acak selama beberapa pengukuran dengan tingkat akurasi yang cukup tinggi menyebabkan hasil yang tersebar.
Rindu dan blunder adalah kesalahan yang jauh lebih besar daripada kesalahan sistematik dan acak yang diharapkan dalam kondisi pengukuran yang diberikan. Slip dan kesalahan besar dapat muncul karena kesalahan besar dalam proses pengukuran, kerusakan teknis alat ukur, dan perubahan kondisi eksternal yang tidak terduga.
15. Kualitas alat ukur
Kualitas meteran- ini adalah tingkat kesesuaian perangkat dengan tujuan yang dimaksudkan. Oleh karena itu, kualitas suatu alat ukur ditentukan oleh sejauh mana pada saat menggunakan suatu alat ukur tercapai tujuan dari pengukuran tersebut.
Tujuan utama pengukuran adalah penerimaan informasi yang andal dan akurat tentang objek pengukuran.
Untuk menentukan kualitas perangkat, karakteristik berikut harus dipertimbangkan:
1) konstanta perangkat;
2) sensitivitas perangkat;
3) ambang kepekaan alat pengukur;
4) keakuratan alat pengukur.
Konstanta instrumen- ini adalah angka tertentu yang dikalikan dengan pembacaan untuk mendapatkan nilai yang diinginkan dari nilai terukur, yaitu pembacaan perangkat. Konstanta perangkat dalam beberapa kasus ditetapkan sebagai nilai pembagian skala, yang merupakan nilai kuantitas terukur yang sesuai dengan satu divisi.
Sensitivitas instrumen adalah angka yang pembilangnya adalah nilai gerakan linier atau sudut penunjuk (if kita sedang berbicara tentang meteran digital, akan terjadi perubahan pada pembilangnya nilai numerik, dan pada penyebut - perubahan nilai terukur yang menyebabkan pergerakan ini (atau perubahan nilai numerik)).
Ambang batas kepekaan alat pengukur- angka yang merupakan nilai minimum dari nilai terukur yang dapat diperbaiki oleh perangkat.
Akurasi meteran- ini adalah karakteristik yang menyatakan tingkat kesesuaian hasil pengukuran dengan nilai sekarang dari besaran yang diukur. Keakuratan alat ukur ditentukan dengan menetapkan batas atas dan bawah untuk kesalahan maksimum yang mungkin terjadi.
Pembagian perangkat ke dalam kelas akurasi berdasarkan nilai kesalahan yang diizinkan dipraktikkan.
Kelas akurasi alat ukur- ini adalah karakteristik umum alat ukur, yang ditentukan oleh batas kesalahan utama dan tambahan yang diizinkan dan karakteristik lain yang menentukan akurasi. Kelas akurasi dari jenis alat ukur tertentu disetujui dalam dokumentasi peraturan. Selain itu, untuk setiap kelas akurasi individu, persyaratan tertentu untuk karakteristik kemetrologian disetujui.Kombinasi karakteristik kemetrologian yang ditetapkan menentukan tingkat akurasi alat ukur yang termasuk dalam kelas akurasi tertentu.
Kelas akurasi alat ukur ditentukan dalam proses pengembangannya. Karena karakteristik metrologi biasanya memburuk selama operasi, berdasarkan hasil kalibrasi (verifikasi) alat ukur, dimungkinkan untuk menurunkan kelas akurasinya.
16. Kesalahan alat ukur
Kesalahan alat ukur diklasifikasikan menurut kriteria berikut:
1) menurut cara pengungkapannya;
2) berdasarkan sifat manifestasinya;
3) sehubungan dengan kondisi penggunaan. Menurut metode ekspresi, kesalahan absolut dan relatif dibedakan.
Kesalahan absolut dihitung dengan rumus:
?Q n \u003d Q n ?Q 0,
Di mana ? Q n adalah kesalahan mutlak dari alat ukur yang diuji;
Q N- nilai besaran tertentu yang diperoleh dengan menggunakan alat ukur yang diuji;
Q 0 - nilai kuantitas yang sama, diambil sebagai dasar perbandingan (nilai riil).
Kesalahan relatif adalah angka yang mencerminkan tingkat ketelitian suatu alat ukur. Kesalahan relatif dihitung menggunakan rumus berikut:
Di mana ? Q adalah kesalahan absolut;
Q 0 - nilai nyata (nyata) dari nilai terukur.
Kesalahan relatif dinyatakan sebagai persentase.
Menurut sifat manifestasi kesalahan, kesalahan dibagi menjadi acak dan sistematis.
Sehubungan dengan kondisi aplikasi, kesalahan dibagi menjadi dasar dan tambahan.
Kesalahan dasar alat ukur- ini adalah kesalahan yang ditentukan jika alat ukur digunakan dalam kondisi normal.
Kesalahan tambahan alat ukur- ini merupakan bagian integral dari kesalahan alat ukur, yang terjadi tambahan jika salah satu besaran yang mempengaruhi melampaui nilai normalnya.
17. Dukungan metrologi untuk sistem pengukuran
Dukungan metrologi- ini adalah persetujuan dan penggunaan dasar ilmiah, teknis dan organisasi, instrumen teknis, norma dan standar untuk memastikan kesatuan dan akurasi pengukuran yang ditetapkan. Dukungan kemetrologian dalam aspek keilmuannya didasarkan pada metrologi.
Sasaran dukungan metrologi berikut dapat dibedakan:
1) mencapai kualitas produk yang lebih tinggi;
2) memastikan efisiensi terbesar dari sistem akuntansi;
3) pemberian tindakan pencegahan, diagnostik dan pengobatan;
4) memastikan manajemen produksi yang efektif;
5) ketentuan level tinggi efisiensi karya ilmiah dan eksperimen;
6) memastikan tingkat otomatisasi yang lebih tinggi di bidang manajemen transportasi;
7) memastikan berfungsinya secara efektif sistem pengaturan dan kontrol kondisi kerja dan kehidupan;
8) peningkatan kualitas pengawasan lingkungan;
9) meningkatkan kualitas dan keandalan komunikasi;
10) memastikan sistem yang efektif untuk mengevaluasi berbagai sumber daya alam.
Dukungan metrologi perangkat teknis- Ini
seperangkat sarana ilmiah dan teknis, tindakan dan kegiatan organisasi yang dilakukan oleh lembaga terkait untuk mencapai kesatuan dan akurasi pengukuran yang diperlukan, serta karakteristik instrumen teknis yang ditetapkan.
Sistem pengukuran- alat ukur, yang merupakan kombinasi dari ukuran, IP, alat ukur, dll., melakukan fungsi serupa, terletak di berbagai bagian ruang tertentu dan dirancang untuk mengukur sejumlah besaran fisik di ruang ini.
Sistem pengukuran digunakan untuk:
1) spesifikasi teknis objek pengukuran diperoleh dengan melakukan transformasi pengukuran sejumlah besaran tertentu yang berubah secara dinamis dalam waktu dan didistribusikan dalam ruang;
2) pemrosesan otomatis dari hasil pengukuran yang diperoleh;
3) memperbaiki hasil pengukuran yang diperoleh dan hasil pemrosesan otomatisnya;
4) transfer data ke sinyal keluaran sistem. Dukungan metrologi dari sistem pengukuran menyiratkan:
1) definisi dan standarisasi karakteristik kemetrologian untuk saluran ukur;
2) verifikasi dokumentasi teknis untuk kesesuaian dengan karakteristik metrologi;
3) melakukan pengujian sistem pengukuran untuk menentukan jenisnya;
4) melakukan pengujian untuk menentukan kesesuaian sistem pengukuran dengan tipe yang ditetapkan;
5) sertifikasi sistem pengukuran;
6) melakukan kalibrasi (pengecekan) sistem pengukuran;
7) memastikan kontrol metrologi atas produksi dan penggunaan sistem pengukuran.
Saluran pengukur sistem pengukuran- ini adalah bagian dari sistem pengukuran, terisolasi secara teknis atau fungsional, dirancang untuk melakukan fungsi akhir tertentu (misalnya, untuk melihat nilai yang diukur atau untuk mendapatkan angka atau kode yang merupakan hasil pengukuran dari nilai ini). Membagikan:
1) saluran pengukur sederhana;
2) saluran pengukuran yang kompleks.
saluran pengukuran sederhana adalah saluran yang menggunakan metode pengukuran langsung, diimplementasikan melalui transformasi pengukuran terurut.
Dalam saluran pengukuran yang kompleks, bagian primer dan bagian sekunder dibedakan. Pada bagian utama, saluran pengukur yang kompleks adalah kombinasi dari sejumlah saluran pengukuran sederhana. Sinyal dari output saluran pengukuran sederhana dari bagian primer digunakan untuk pengukuran tidak langsung, kumulatif atau bersama atau untuk mendapatkan sinyal yang sebanding dengan hasil pengukuran di bagian sekunder.
Mengukur komponen sistem pengukuran- ini adalah alat ukur dengan karakteristik metrologi yang dinormalisasi secara terpisah. Salah satu contoh komponen pengukuran sistem pengukuran adalah alat ukur. Komponen pengukuran sistem pengukuran juga mencakup perangkat komputasi analog (perangkat yang melakukan konversi pengukuran). Perangkat komputasi analog termasuk dalam kelompok perangkat dengan satu atau lebih input.
Mengukur komponen sistem pengukuran adalah dari jenis berikut.
Menghubungkan komponen- ini adalah perangkat teknis atau elemen lingkungan yang digunakan untuk bertukar sinyal yang berisi informasi tentang nilai terukur antara komponen sistem pengukuran dengan distorsi sekecil mungkin. Contoh komponen penghubung adalah saluran telepon, saluran listrik tegangan tinggi, perangkat transisi.
Menghitung Komponen adalah perangkat digital (bagian dari perangkat digital) yang dirancang untuk melakukan perhitungan, dengan perangkat lunak yang diinstal. Komponen komputasi digunakan untuk menghitung
menggabungkan hasil pengukuran (langsung, tidak langsung, gabungan, kumulatif), yang berupa angka atau kode yang sesuai, perhitungan dilakukan berdasarkan hasil transformasi primer dalam sistem pengukuran. Komponen komputasi juga melakukan operasi logis dan koordinasi sistem pengukuran.
Komponen kompleks adalah bagian integral dari sistem pengukuran, yang merupakan kumpulan komponen yang disatukan secara teknis atau teritorial Komponen kompleks menyelesaikan transformasi pengukuran, serta operasi komputasi dan logis yang disetujui dalam algoritme yang diterima untuk memproses hasil pengukuran untuk tujuan lain.
Komponen Bantu adalah perangkat teknis yang dirancang untuk memastikan fungsi normal dari sistem pengukuran, tetapi tidak mengambil bagian dalam proses transformasi pengukuran.
Menurut GOST yang relevan, karakteristik metrologi sistem pengukuran harus distandarisasi untuk setiap saluran pengukuran yang termasuk dalam sistem pengukuran, serta untuk komponen kompleks dan pengukuran sistem pengukuran.
Sebagai aturan, pabrikan sistem pengukuran menentukan standar umum untuk karakteristik metrologi saluran pengukuran sistem pengukuran.
Karakteristik metrologi yang dinormalisasi dari saluran pengukuran sistem pengukuran dirancang untuk:
1) memastikan penentuan kesalahan pengukuran menggunakan saluran pengukur dalam kondisi operasi;
2) untuk memastikan kontrol yang efektif atas kepatuhan saluran pengukuran sistem pengukuran dengan karakteristik kemetrologian yang dinormalisasi selama pengujian sistem pengukuran. Jika penentuan atau kontrol atas karakteristik metrologi saluran pengukur sistem pengukuran tidak dapat dilakukan secara eksperimental untuk seluruh saluran pengukur, normalisasi karakteristik metrologi dilakukan untuk bagian-bagian penyusun saluran pengukur. Selain itu, kombinasi dari bagian-bagian ini harus menjadi saluran pengukur yang utuh
Dimungkinkan untuk menormalkan karakteristik kesalahan sebagai karakteristik metrologi dari saluran pengukuran sistem pengukuran baik dalam kondisi normal penggunaan komponen pengukur, dan dalam kondisi operasi, yang dicirikan oleh kombinasi faktor-faktor yang mempengaruhi, di mana modulus nilai numerik karakteristik kesalahan saluran pengukuran memiliki nilai maksimum yang mungkin. Untuk efisiensi yang lebih besar, untuk kombinasi menengah dari faktor-faktor yang mempengaruhi, karakteristik kesalahan saluran pengukuran juga dinormalisasi. Karakteristik kesalahan saluran pengukur sistem pengukuran ini harus diperiksa dengan menghitungnya sesuai dengan karakteristik kemetrologian komponen sistem pengukuran yang merupakan saluran pengukuran secara keseluruhan. Selain itu, nilai yang dihitung dari karakteristik kesalahan saluran pengukur mungkin tidak diverifikasi secara eksperimental. Namun demikian, pengendalian karakteristik metrologi wajib dilakukan untuk semua bagian (komponen) penyusun sistem pengukuran, yang normanya merupakan data awal dalam perhitungan.
Karakteristik metrologi yang dinormalisasi dari komponen kompleks dan komponen pengukur harus:
1) memastikan penentuan karakteristik kesalahan saluran pengukuran sistem pengukuran di bawah kondisi operasi penggunaan menggunakan karakteristik metrologi yang dinormalisasi dari komponen;
2) memastikan bahwa komponen ini dikontrol secara efektif selama pengujian jenis dan verifikasi kesesuaian dengan karakteristik kemetrologian yang ditetapkan. Untuk komponen komputasi dari sistem pengukuran, jika perangkat lunaknya tidak diperhitungkan dalam proses normalisasi karakteristik metrologi, kesalahan perhitungan dinormalisasi, yang sumbernya adalah fungsi perangkat lunak (algoritma perhitungan, implementasi perangkat lunaknya) . Untuk komponen komputasi dari sistem pengukuran, karakteristik lain juga dapat dinormalisasi, asalkan spesifikasi komponen komputasi diperhitungkan, yang dapat mempengaruhi karakteristik bagian penyusun kesalahan saluran pengukuran (karakteristik komponen kesalahan) , jika kesalahan komponen terjadi karena penggunaan program ini untuk memproses hasil pengukuran.
Dokumentasi teknis untuk pengoperasian sistem pengukuran harus menyertakan deskripsi algoritme dan program yang beroperasi sesuai dengan algoritme yang dijelaskan. Uraian ini harus memungkinkan untuk menghitung karakteristik kesalahan dari hasil pengukuran dengan menggunakan karakteristik kesalahan dari bagian komponen saluran pengukuran dari sistem pengukuran yang terletak di depan komponen komputasi.
Untuk menghubungkan komponen sistem pengukuran, dua jenis karakteristik dinormalisasi:
1) karakteristik yang memberikan nilai kesalahan komponen saluran pengukur yang disebabkan oleh komponen penghubung, yang dapat diabaikan;
2) karakteristik yang memungkinkan penentuan nilai kesalahan komponen saluran pengukur yang disebabkan oleh komponen penghubung.
18. Pilihan alat ukur
Saat memilih alat ukur, pertama-tama, nilai kesalahan yang diizinkan untuk pengukuran tertentu, yang ditetapkan dalam dokumen peraturan yang relevan, harus diperhitungkan.
Jika kesalahan yang diizinkan tidak diatur dalam dokumen peraturan yang relevan, kesalahan pengukuran maksimum yang diizinkan harus diatur dalam dokumentasi teknis produk.
Pilihan alat ukur juga harus mempertimbangkan:
1) toleransi;
2) metode pengukuran dan metode pengendalian. Kriteria utama pemilihan alat ukur adalah kesesuaian alat ukur dengan persyaratan keandalan pengukuran, memperoleh nilai nyata (nyata) dari besaran yang diukur dengan akurasi yang diberikan pada waktu dan biaya bahan yang minimal.
Untuk pilihan alat ukur yang optimal, perlu memiliki data awal berikut:
1) nilai nominal dari besaran yang diukur;
2) nilai selisih antara nilai maksimum dan minimum dari nilai terukur, diatur dalam dokumentasi peraturan;
3) informasi tentang kondisi untuk melakukan pengukuran.
Jika perlu untuk memilih sistem pengukuran, dipandu oleh kriteria akurasi, maka kesalahannya harus dihitung sebagai jumlah dari kesalahan semua elemen sistem (pengukur, alat ukur, transduser pengukur), sesuai dengan hukum ditetapkan untuk setiap sistem.
Pemilihan awal alat ukur dilakukan sesuai dengan kriteria akurasi, dan pilihan akhir alat ukur harus mempertimbangkan persyaratan berikut:
1) ke wilayah kerja nilai besaran yang mempengaruhi proses pengukuran;
2) dengan dimensi alat ukur;
3) dengan massa alat ukur;
4) untuk desain alat ukur.
Saat memilih alat ukur, preferensi untuk alat ukur standar harus diperhitungkan.
19. Metode untuk menentukan dan menghitung kesalahan
Metode untuk menentukan dan memperhitungkan kesalahan pengukuran digunakan untuk:
1) berdasarkan hasil pengukuran diperoleh nilai riil (nyata) dari besaran yang diukur;
2) menentukan keakuratan hasil, yaitu tingkat kesesuaiannya dengan nilai nyata (nyata).
Dalam proses penentuan dan penghitungan kesalahan, hal-hal berikut dievaluasi:
1) ekspektasi matematis;
2) standar deviasi.
Estimasi Parameter Titik(harapan matematis atau standar deviasi) adalah perkiraan parameter yang dapat dinyatakan sebagai angka tunggal. Estimasi titik adalah fungsi dari data eksperimen dan, oleh karena itu, harus menjadi variabel acak yang terdistribusi menurut hukum yang bergantung pada hukum distribusi untuk nilai variabel acak asli.
Estimasi poin adalah dari jenis berikut:
1) estimasi titik yang tidak bias;
2) estimasi titik efektif;
3) perkiraan titik yang konsisten.
Estimasi titik yang tidak bias adalah estimasi parameter kesalahan, ekspektasi matematisnya sama dengan parameter ini.
Estimasi Poin yang Efisien adalah perkiraan titik. yang variansnya lebih kecil dari varians estimasi lain dari parameter ini.
Estimasi poin yang konsisten- ini adalah perkiraan yang, dengan peningkatan jumlah pengujian, cenderung ke nilai parameter yang dievaluasi.
Metode utama untuk menentukan nilai:
1) metode kemungkinan maksimum (metode Fisher);
2) metode kuadrat terkecil.
1. Metode kemungkinan maksimum didasarkan pada gagasan bahwa informasi tentang nilai sebenarnya dari kuantitas yang diukur dan penyebaran hasil pengukuran yang diperoleh dari beberapa pengamatan terkandung dalam serangkaian pengamatan.
Metode kemungkinan maksimum terdiri dari menemukan perkiraan yang fungsi kemungkinannya melewati nilai maksimumnya.
Estimasi Kemungkinan Maksimum adalah perkiraan standar deviasi dan perkiraan nilai sebenarnya.
Jika kesalahan acak didistribusikan menurut distribusi normal, maka perkiraan kemungkinan maksimum untuk nilai sebenarnya adalah rata-rata aritmatika dari pengamatan, dan estimasi varians adalah rata-rata aritmatika dari kuadrat deviasi nilai dari ekspektasi matematis.
Keuntungan dari perkiraan kemungkinan maksimum adalah bahwa perkiraan ini:
1) tidak bias asimtotik;
2) efisien secara asimptotik;
3) didistribusikan secara asimtotik menurut hukum normal.
2. Metode kuadrat terkecil terdiri dari fakta bahwa dari kelas estimasi tertentu, estimasi dengan varians minimum (paling efektif) diambil. Dari semua perkiraan linear dari nilai riil, di mana beberapa konstanta hadir, hanya rata-rata aritmatika yang direduksi menjadi nilai varians terkecil. Sehubungan dengan itu, dalam kondisi sebaran nilai kesalahan acak menurut hukum distribusi normal, pendugaan yang diperoleh dengan menggunakan metode kuadrat terkecil identik dengan pendugaan kemungkinan maksimum. Estimasi parameter menggunakan interval dilakukan dengan mencari interval kepercayaan di mana nilai sebenarnya dari parameter yang diestimasi berada dengan probabilitas yang diberikan.
Batas kepercayaan penyimpangan acak adalah angka yang mewakili panjang interval kepercayaan dibagi dua.
Dengan jumlah percobaan yang cukup banyak, interval kepercayaan menurun secara signifikan. Jika jumlah percobaan bertambah, maka diperbolehkan menambah jumlah interval kepercayaan.
Deteksi kesalahan kotor
kesalahan besar adalah kesalahan yang jauh lebih besar daripada kesalahan sistematik dan acak yang diharapkan dalam kondisi pengukuran yang diberikan. Slip dan kesalahan besar dapat muncul karena kesalahan besar dalam proses pengukuran, kerusakan teknis alat ukur, dan perubahan kondisi eksternal yang tidak terduga. Untuk mengecualikan kesalahan besar, disarankan untuk menentukan kira-kira nilai kuantitas yang diukur sebelum dimulainya pengukuran.
Jika selama pengukuran ternyata hasil pengamatan individu sangat berbeda dengan hasil lain yang diperoleh, maka perlu ditetapkan alasan perbedaan tersebut. Hasil yang diperoleh dengan perbedaan tajam dapat dibuang dan nilai ini diukur kembali. Namun, dalam beberapa kasus, membuang hasil tersebut dapat menyebabkan distorsi yang nyata pada sebaran sejumlah pengukuran. Dalam hal ini, disarankan untuk tidak membuang hasil yang berbeda secara sembarangan, tetapi melengkapinya dengan hasil pengukuran berulang.
Jika perlu untuk mengecualikan kesalahan besar dalam proses pemrosesan hasil yang diperoleh, bila tidak mungkin lagi memperbaiki kondisi pengukuran dan melakukan pengukuran berulang, maka metode statistik digunakan.
Metode umum untuk menguji hipotesis statistik memungkinkan untuk mengetahui apakah ada kesalahan besar dalam hasil pengukuran tertentu.
20. Pengolahan dan penyajian hasil pengukuran
Biasanya pengukuran tunggal. Dalam kondisi normal, keakuratannya cukup memadai.
Hasil pengukuran tunggal disajikan dalam bentuk berikut:
Di mana Y Saya- nilai indikasi ke-i;
saya - koreksi.
Kesalahan hasil pengukuran tunggal ditentukan ketika metode pengukuran disetujui.
Dalam proses pengolahan hasil pengukuran, jenis yang berbeda hukum distribusi (hukum distribusi normal, hukum distribusi seragam, hukum distribusi korelasi) dari nilai terukur (dalam hal ini dianggap acak).
Mengolah hasil pengukuran langsung sama dengan pengukuran langsung- ini adalah pengukuran yang dengannya nilai kuantitas yang diukur diperoleh secara langsung.Ekuivalen atau sama-sama tersebar disebut pengukuran langsung, saling independen dari kuantitas tertentu, dan hasil pengukuran ini dapat dianggap acak dan didistribusikan menurut satu hukum distribusi.
Biasanya, saat memproses hasil pengukuran langsung yang sama akuratnya, diasumsikan bahwa hasil dan kesalahan pengukuran didistribusikan sesuai dengan hukum distribusi normal.
Setelah menghilangkan perhitungan, nilai ekspektasi matematis dihitung dengan rumus:
Di mana x saya adalah nilai besaran yang diukur;
N adalah jumlah pengukuran yang dilakukan.
Kemudian, jika kesalahan sistematis ditentukan, nilainya dikurangi dari nilai ekspektasi matematis yang dihitung.
Kemudian nilai simpangan baku dari nilai nilai terukur dari ekspektasi matematis dihitung.
Algoritma untuk memproses hasil beberapa pengukuran yang sama akuratnya
Jika kesalahan sistematik diketahui, maka harus dikeluarkan dari hasil pengukuran.
Hitung ekspektasi matematis dari hasil pengukuran. Sebagai ekspektasi matematis, rata-rata aritmatika dari nilai biasanya diambil.
Tetapkan nilai kesalahan acak (penyimpangan dari rata-rata aritmatika) dari hasil pengukuran tunggal.
Hitung varian dari kesalahan acak. Hitung standar deviasi dari hasil pengukuran.
Periksa asumsi bahwa hasil pengukuran didistribusikan menurut hukum normal.
Tentukan nilai interval kepercayaan dan kesalahan kepercayaan.
Tentukan nilai kesalahan entropi dan koefisien entropi.
21. Verifikasi dan kalibrasi alat ukur
Kalibrasi alat ukur adalah serangkaian tindakan dan operasi yang menentukan dan mengonfirmasi nilai nyata (aktual) dari karakteristik metrologi dan (atau) kesesuaian alat ukur yang tidak tunduk pada kontrol metrologi negara.
Kesesuaian alat ukur adalah karakteristik yang ditentukan oleh kesesuaian karakteristik metrologi alat ukur dengan yang disetujui (dalam dokumen peraturan, atau oleh pelanggan) persyaratan teknis Laboratorium kalibrasi menentukan kesesuaian alat ukur.
Kalibrasi menggantikan verifikasi dan sertifikasi metrologi alat ukur, yang hanya dilakukan oleh badan layanan metrologi negara. Kalibrasi, tidak seperti verifikasi dan sertifikasi kemetrologian alat ukur, dapat dilakukan oleh dinas kemetrologian mana pun, asalkan memiliki kemampuan untuk menyediakan kondisi yang sesuai untuk kalibrasi. Kalibrasi dilakukan secara sukarela dan bahkan dapat dilakukan oleh layanan metrologi perusahaan.
Namun demikian, dinas kemetrologian perusahaan wajib memenuhi persyaratan tertentu. Persyaratan utama layanan kemetrologian adalah memastikan bahwa alat ukur yang berfungsi sesuai dengan standar negara, yaitu kalibrasi adalah bagian dari sistem nasional untuk memastikan keseragaman pengukuran.
Ada empat metode verifikasi (kalibrasi) alat ukur:
1) metode perbandingan langsung dengan standar;
2) metode perbandingan dengan menggunakan komputer;
3) metode pengukuran kuantitas secara langsung;
4) metode pengukuran kuantitas tidak langsung.
Metode perbandingan langsung dengan standar fasilitas
pengukuran yang akan dikalibrasi dengan standar yang sesuai dengan debit tertentu dipraktekkan untuk berbagai alat ukur di berbagai bidang seperti pengukuran listrik, pengukuran magnetik, penentuan tegangan, frekuensi dan kekuatan arus. Metode ini didasarkan pada pelaksanaan pengukuran kuantitas fisik yang sama dengan instrumen yang dikalibrasi (diverifikasi) dan instrumen referensi secara bersamaan. Kesalahan perangkat yang dikalibrasi (diverifikasi) dihitung sebagai perbedaan antara pembacaan perangkat yang dikalibrasi dan perangkat referensi (yaitu, pembacaan perangkat referensi diambil sebagai nilai sebenarnya dari kuantitas fisik yang diukur).
Keuntungan dari metode perbandingan langsung dengan standar:
1) kesederhanaan;
2) visibilitas;
3) kemungkinan kalibrasi otomatis (verifikasi);
4) kemungkinan kalibrasi menggunakan instrumen dan peralatan dalam jumlah terbatas.
Metode perbandingan menggunakan komputer dilakukan dengan menggunakan komparator - perangkat khusus, di mana perbandingan pembacaan alat ukur yang dikalibrasi (diverifikasi) dan pembacaan alat ukur referensi dilakukan. Perlunya menggunakan pembanding karena ketidakmungkinan membandingkan secara langsung pembacaan alat ukur yang mengukur besaran fisika yang sama. Komparator dapat menjadi alat ukur yang sama-sama merasakan sinyal dari alat ukur referensi dan instrumen yang dikalibrasi (diverifikasi). Keuntungan dari metode ini adalah urutan waktu perbandingan nilai.
Metode pengukuran kuantitas secara langsung digunakan dalam kasus di mana dimungkinkan untuk membandingkan alat ukur yang dikalibrasi dengan alat referensi dalam batas pengukuran yang ditetapkan. Metode pengukuran langsung didasarkan pada prinsip yang sama dengan metode perbandingan langsung. Perbedaan antara metode ini adalah bahwa dengan menggunakan metode pengukuran langsung, perbandingan dilakukan pada semua tanda numerik dari setiap rentang (subrentang).
Metode pengukuran tidak langsung digunakan dalam kasus di mana nilai nyata (nyata) dari besaran fisik yang diukur tidak dapat diperoleh melalui pengukuran langsung atau ketika pengukuran tidak langsung lebih akurat daripada pengukuran langsung. Saat menggunakan metode ini, untuk mendapatkan nilai yang diinginkan, pertama-tama mereka mencari nilai besaran yang terkait dengan nilai yang diinginkan dengan ketergantungan fungsional yang diketahui. Dan kemudian, berdasarkan ketergantungan ini, nilai yang diinginkan dihitung dengan perhitungan. Metode pengukuran tidak langsung biasanya digunakan dalam instalasi kalibrasi (verifikasi) otomatis.
Untuk mentransfer dimensi unit pengukuran ke instrumen kerja dari standar unit pengukuran tanpa kesalahan besar, skema verifikasi disusun dan diterapkan.
Bagan verifikasi- ini adalah dokumen peraturan yang menyetujui subordinasi alat ukur yang berpartisipasi dalam proses pemindahan ukuran satuan pengukuran besaran fisik dari standar ke alat ukur kerja menggunakan metode tertentu dan menunjukkan kesalahan. Skema verifikasi mengkonfirmasi subordinasi metrologi dari standar negara, standar pelepasan dan alat ukur.
Skema verifikasi dibagi menjadi:
1) skema verifikasi negara;
2) skema verifikasi departemen;
3) skema verifikasi lokal.
Skema verifikasi negara ditetapkan dan berlaku untuk semua alat ukur jenis tertentu yang digunakan di dalam negeri.
Skema verifikasi departemen didirikan dan bertindak atas instrumen pengukuran kuantitas fisik tertentu yang tunduk pada verifikasi departemen. Skema verifikasi departemen tidak boleh bertentangan dengan skema verifikasi negara jika dibuat untuk mengukur instrumen dengan besaran fisik yang sama Skema verifikasi departemen dapat dibuat tanpa adanya skema verifikasi negara. Dalam skema verifikasi departemen, dimungkinkan untuk secara langsung menunjukkan jenis alat ukur tertentu.
Skema verifikasi lokal digunakan oleh layanan metrologi kementerian dan juga berlaku untuk alat ukur perusahaan yang berada di bawahnya. Skema verifikasi lokal dapat berlaku untuk alat ukur yang digunakan di perusahaan tertentu Skema verifikasi lokal harus memenuhi persyaratan subordinasi yang disetujui oleh skema verifikasi negara. Skema verifikasi negara disusun oleh lembaga penelitian Standar Negara Federasi Rusia Lembaga penelitian Standar Negara adalah pemilik standar negara.
Skema verifikasi departemen dan skema verifikasi lokal disajikan dalam bentuk gambar.
Skema verifikasi negara ditetapkan oleh Standar Negara Federasi Rusia, dan skema verifikasi lokal ditetapkan oleh layanan metrologi atau kepala perusahaan.
Skema verifikasi menyetujui prosedur untuk mentransfer ukuran unit pengukuran satu atau lebih besaran fisik dari standar negara ke alat ukur yang berfungsi. Skema verifikasi harus berisi setidaknya dua langkah mentransfer ukuran unit pengukuran.
Gambar yang mewakili skema verifikasi harus berisi:
1) nama alat ukur;
2) nama metode verifikasi;
3) nilai nominal besaran fisik;
4) rentang nilai nominal besaran fisik;
5) nilai kesalahan alat ukur yang diperbolehkan;
6) nilai kesalahan metode verifikasi yang diizinkan.
22. Dasar hukum dukungan kemetrologian. Ketentuan utama Hukum Federasi Rusia "Tentang memastikan keseragaman pengukuran"
Kesatuan pengukuran- ini adalah karakteristik dari proses pengukuran, yang berarti bahwa hasil pengukuran dinyatakan dalam satuan pengukuran yang ditetapkan dan diterima oleh hukum dan penilaian akurasi pengukuran memiliki tingkat kepercayaan yang sesuai.
Prinsip utama kesatuan pengukuran:
1) penentuan besaran fisik dengan wajib menggunakan standar negara;
2) penggunaan alat ukur yang disetujui secara hukum yang tunduk pada kendali negara dan dengan ukuran satuan yang ditransfer langsung dari standar negara;
3) penggunaan hanya unit pengukuran kuantitas fisik yang disetujui secara hukum;
4) memastikan kontrol sistematis wajib atas karakteristik alat ukur yang dioperasikan pada interval tertentu;
5) memastikan keakuratan pengukuran yang terjamin saat menggunakan alat ukur yang dikalibrasi (diverifikasi) dan metode yang ditetapkan untuk melakukan pengukuran;
6) penggunaan hasil pengukuran yang diperoleh dengan syarat wajib memperkirakan kesalahan hasil ini dengan probabilitas tertentu;
7) memastikan kontrol atas kepatuhan alat ukur dengan aturan dan karakteristik metrologi;
8) memastikan pengawasan negara bagian dan departemen terhadap alat ukur.
Undang-Undang Federasi Rusia “Tentang Memastikan Keseragaman Pengukuran” diadopsi pada tahun 1993. Sebelum Undang-Undang ini diadopsi, norma-norma di bidang metrologi tidak diatur oleh undang-undang Pada saat diadopsi, Undang-Undang tersebut memuat banyak inovasi , dari terminologi yang disetujui hingga perizinan kegiatan metrologi di negara tersebut Undang-undang dengan jelas menggambarkan tugas kontrol metrologi negara dan pengawasan metrologi negara, aturan kalibrasi baru telah ditetapkan, konsep sertifikasi sukarela alat ukur telah diperkenalkan.
Ketentuan dasar.
Tujuan utama dari hukum adalah:
1) perlindungan hak dan kepentingan sah warga negara Federasi Rusia, supremasi hukum dan ekonomi Federasi Rusia dari kemungkinan konsekuensi negatif yang disebabkan oleh hasil pengukuran yang tidak dapat diandalkan dan tidak akurat;
2) membantu perkembangan ilmu pengetahuan, teknologi dan ekonomi dengan mengatur penggunaan standar negara satuan besaran dan penerapan hasil pengukuran yang terjamin ketelitiannya. Hasil pengukuran harus dinyatakan dalam satuan pengukuran nasional;
3) mempromosikan pengembangan dan penguatan hubungan dan ikatan internasional dan antar perusahaan;
4) pengaturan persyaratan pembuatan, produksi, penggunaan, perbaikan, penjualan dan impor alat ukur yang diproduksi oleh badan hukum dan perorangan;
5) integrasi sistem pengukuran Federasi Rusia ke dalam praktik dunia.
Bidang penerapan UU: perdagangan; kesehatan; proteksi lingkungan; kegiatan ekonomi ekonomi dan asing; beberapa area produksi yang terkait dengan kalibrasi (verifikasi) alat ukur oleh layanan metrologi milik badan hukum, dilakukan dengan menggunakan standar yang berada di bawah standar negara bagian kuantitas.
Undang-undang tersebut mengatur konsep-konsep dasar berikut ini:
1) kesatuan ukuran;
2) alat ukur;
3) standar satuan besaran;
4) standar negara satuan besaran;
5) dokumen peraturan untuk memastikan keseragaman pengukuran;
6) layanan kemetrologian;
7) kontrol metrologi;
8) pengawasan kemetrologian;
9) kalibrasi alat ukur;
10) sertifikat kalibrasi.
Semua definisi yang disetujui dalam Undang-undang didasarkan pada terminologi resmi Organisasi Internasional Metrologi Legal (OIML).
Pasal-pasal utama undang-undang tersebut mengatur:
1) struktur organisasi badan pengelola negara untuk memastikan keseragaman pengukuran;
2) dokumen peraturan yang menjamin keseragaman pengukuran;
3) menetapkan satuan pengukuran besaran fisis dan menyatakan standar satuan besaran;
4) alat ukur;
5) metode pengukuran.
Undang-undang menyetujui Layanan Metrologi Negara dan layanan lain yang terlibat dalam memastikan keseragaman pengukuran, layanan metrologi badan pengatur negara dan bentuk implementasi kontrol dan pengawasan metrologi negara.
Hukum mendefinisikan jenis tanggung jawab atas pelanggaran Hukum.
Undang-undang menyetujui komposisi dan kekuatan Layanan Metrologi Negara.
Sesuai dengan Undang-Undang tersebut telah dibentuk lembaga perizinan kegiatan kemetrologian untuk melindungi hak-hak hukum konsumen. Hanya badan Layanan Metrologi Negara yang berhak mengeluarkan lisensi.
Jenis baru pengawasan metrologi negara telah ditetapkan:
1) untuk jumlah barang yang dialihkan;
2) untuk jumlah barang dalam kemasan dalam proses pengemasan dan penjualannya.
Sesuai dengan ketentuan Undang-undang, wilayah distribusi kontrol metrologi negara ditingkatkan. Operasi perbankan, operasi pos, operasi pajak, operasi bea cukai, dan sertifikasi produk wajib ditambahkan ke dalamnya.
Sesuai dengan Undang-undang, sistem sertifikasi alat ukur berdasarkan prinsip sukarela diperkenalkan, yang memeriksa alat ukur untuk kepatuhan dengan aturan metrologi dan persyaratan sistem kalibrasi alat ukur Rusia.
23. Layanan metrologi di Rusia
Layanan Metrologi Negara Federasi Rusia (GMS) adalah asosiasi badan metrologi negara dan terlibat dalam kegiatan koordinasi untuk memastikan keseragaman pengukuran. Ada layanan metrologi berikut:
1) Layanan metrologi negara;
2) Pelayanan publik waktu dan frekuensi serta penentuan parameter rotasi bumi;
3) Layanan Negara Bahan Acuan untuk Komposisi dan Sifat Bahan dan Bahan;
4) Layanan Negara untuk Data Referensi Standar tentang Konstanta Fisik dan Sifat Zat dan Bahan;
5) layanan metrologi badan pemerintah Federasi Rusia;
6) layanan metrologi badan hukum. Semua layanan di atas dikelola oleh Komite Negara Federasi Rusia untuk Standardisasi dan Metrologi (Gosstandart of Russia).
Layanan metrologi negara mengandung:
1) pusat metrologi ilmiah negara (SSMC);
2) badan Layanan Migrasi Negara di wilayah entitas konstituen Federasi Rusia. Layanan Metrologi Negara juga mencakup pusat standar negara, yang berspesialisasi dalam berbagai unit pengukuran kuantitas fisik.
Layanan Negara untuk Waktu dan Frekuensi dan Penentuan Parameter Rotasi Bumi (GSVCH) terlibat dalam memastikan kesatuan pengukuran waktu, frekuensi dan penentuan parameter rotasi Bumi di tingkat antar wilayah dan antar sektor. Informasi pengukuran GSVCH digunakan oleh layanan navigasi dan kontrol untuk pesawat terbang, kapal laut dan satelit, Sistem Energi Terpadu, dll.
Layanan Bahan Rujukan Negara untuk Komposisi dan Sifat Zat dan Bahan (GSSO) terlibat dalam pembuatan dan penerapan sistem bahan acuan untuk komposisi dan sifat zat dan bahan. Konsep bahan meliputi:
1) logam dan paduan;
2) produk minyak bumi;
3) obat-obatan, dll.
GSSO juga mengembangkan instrumen yang dirancang untuk membandingkan karakteristik bahan referensi dan karakteristik zat dan bahan yang diproduksi oleh berbagai jenis perusahaan (pertanian, industri, dll.) untuk memastikan kontrol.
Layanan Negara untuk Data Referensi Standar tentang Konstanta Fisik dan Sifat Zat dan Bahan (GSSSD) mengembangkan data yang akurat dan andal tentang konstanta fisik, sifat zat dan bahan (bahan baku mineral, minyak, gas, dll.). Informasi pengukuran GSSSD digunakan oleh berbagai organisasi yang terlibat dalam desain produk teknis dengan peningkatan persyaratan untuk akurasi. GSSSD menerbitkan data referensi yang disepakati dengan organisasi metrologi internasional.
Layanan metrologi badan pemerintah negara bagian Federasi Rusia dan layanan metrologi badan hukum dapat dibuat di kementerian, perusahaan, lembaga yang terdaftar sebagai kesatuan, untuk melakukan berbagai jenis pekerjaan untuk memastikan kesatuan dan akurasi pengukuran yang tepat, untuk memastikan kontrol dan pengawasan metrologi.
24. Sebutkan sistem untuk memastikan keseragaman pengukuran
Sistem negara untuk memastikan keseragaman pengukuran diciptakan untuk memastikan keseragaman pengukuran di dalam negeri. Sistem negara untuk memastikan keseragaman pengukuran diterapkan, dikoordinasikan, dan dikelola oleh Standar Negara Federasi Rusia. Gosstandart dari Federasi Rusia adalah agen pemerintah kekuasaan eksekutif di bidang metrologi.
Sistem untuk memastikan keseragaman pengukuran melakukan tugas-tugas berikut:
1) memastikan perlindungan hak dan kepentingan warga negara yang dijamin secara hukum;
2) memastikan perlindungan tatanan hukum yang disetujui;
3) menjamin perlindungan ekonomi.
Sistem untuk memastikan keseragaman pengukuran melakukan tugas-tugas ini dengan menghilangkan konsekuensi negatif dari pengukuran yang tidak dapat diandalkan dan tidak akurat di semua bidang kehidupan manusia dan masyarakat dengan menggunakan norma, peraturan, dan keputusan konstitusional pemerintah Federasi Rusia.
Sistem untuk memastikan keseragaman pengukuran beroperasi sesuai dengan:
1) Konstitusi Federasi Rusia;
2) Hukum Federasi Rusia "Tentang memastikan keseragaman pengukuran";
3) Keputusan Pemerintah Federasi Rusia "Tentang organisasi pekerjaan standardisasi, memastikan keseragaman pengukuran, sertifikasi produk dan layanan";
4) GOST R 8.000-2000 "Sistem negara untuk memastikan keseragaman pengukuran".
Sistem negara untuk memastikan keseragaman pengukuran meliputi:
1) subsistem hukum;
2) subsistem teknis;
3) subsistem organisasi.
Tugas utama Sistem Negara untuk Memastikan Keseragaman Pengukuran adalah:
1) persetujuan cara efektif untuk mengkoordinasikan kegiatan di bidang penjaminan keseragaman pengukuran;
2) memastikan kegiatan penelitian yang bertujuan untuk mengembangkan metode dan metode yang lebih akurat dan maju untuk mereproduksi unit pengukuran besaran fisik dan mentransfer ukurannya dari standar negara ke alat ukur kerja;
3) persetujuan sistem satuan pengukuran besaran fisik yang diperbolehkan untuk digunakan;
4) penetapan skala ukur yang diperbolehkan untuk digunakan;
5) persetujuan konsep dasar metrologi, pengaturan istilah yang digunakan;
6) persetujuan sistem standar negara;
7) produksi dan peningkatan standar negara;
8) persetujuan metode dan aturan untuk mentransfer ukuran satuan pengukuran besaran fisik dari standar negara ke alat ukur kerja;
9) melakukan kalibrasi (verifikasi) dan sertifikasi alat ukur, yang tidak tercakup dalam ruang lingkup kontrol dan pengawasan metrologi negara;
10) penerapan cakupan informasi sistem untuk memastikan keseragaman pengukuran;
11) perbaikan sistem negara memastikan keseragaman pengukuran.
Subsistem hukum- ini adalah serangkaian tindakan yang saling berhubungan (disetujui oleh undang-undang dan undang-undang) yang memiliki tujuan yang sama dan menyetujui persyaratan yang disepakati bersama untuk objek tertentu yang saling berhubungan dari sistem untuk memastikan keseragaman pengukuran.
Subsistem teknis adalah koleksinya:
1) standar internasional;
2) standar negara;
3) standar satuan pengukuran besaran fisik;
4) standar skala pengukuran;
5) contoh baku komposisi dan sifat zat dan bahan;
6) data referensi standar tentang konstanta fisik dan sifat zat dan bahan;
7) alat ukur dan alat lain yang digunakan untuk pengawasan kemetrologian;
8) bangunan dan tempat yang dirancang khusus untuk pengukuran presisi tinggi;
9) laboratorium penelitian;
10) laboratorium kalibrasi.
Subsistem organisasi mencakup layanan metrologi.
25. Kontrol dan pengawasan metrologi negara
Kontrol dan pengawasan metrologi negara (GMKiN) disediakan oleh Layanan Metrologi Negara untuk memverifikasi kepatuhan terhadap norma metrologi legal, yang disetujui oleh Undang-Undang Federasi Rusia "Tentang Memastikan Keseragaman Pengukuran", standar negara, dan dokumen peraturan lainnya.
Kontrol dan pengawasan metrologi negara berlaku untuk:
1) alat ukur;
2) standar pengukuran;
3) metode pengukuran;
4) kualitas barang dan benda lain yang disetujui oleh metrologi legal.
Ruang lingkup kontrol dan pengawasan metrologi Negara meluas ke:
1) kesehatan;
2) praktik kedokteran hewan;
3) perlindungan lingkungan;
4) perdagangan;
5) penyelesaian antar pelaku ekonomi;
6) operasi akuntansi yang dilakukan oleh negara;
7) kemampuan pertahanan negara;
8) pekerjaan geodetik;
9) pekerjaan hidrometeorologi;
10) operasional perbankan;
11) transaksi perpajakan;
12) operasi kepabeanan;
13) operasi pos;
14) produk yang pasokannya dilakukan berdasarkan kontrak negara;
15) Inspeksi dan kontrol kualitas kinerja produk persyaratan wajib standar negara Federasi Rusia;
16) pengukuran yang dilakukan atas permintaan kehakiman, kejaksaan dan badan negara lainnya;
17) pendaftaran rekor olahraga nasional dan internasional.
Perlu dicatat bahwa pengukuran yang tidak akurat dan tidak dapat diandalkan di bidang non-industri, seperti perawatan kesehatan, dapat menyebabkan konsekuensi serius dan ancaman terhadap keselamatan. Pengukuran yang tidak akurat dan tidak dapat diandalkan di bidang operasi perdagangan dan perbankan, misalnya, dapat menyebabkan kerugian finansial yang sangat besar baik bagi individu maupun negara.
Objek kontrol dan pengawasan metrologi Negara dapat berupa, misalnya, alat ukur berikut:
1) alat untuk mengukur tekanan darah;
2) termometer medis;
3) perangkat untuk menentukan tingkat radiasi;
4) perangkat untuk menentukan konsentrasi karbon monoksida dalam gas buang kendaraan;
5) alat ukur yang dirancang untuk mengontrol kualitas barang.
Hukum Federasi Rusia menetapkan tiga jenis kontrol metrologi negara dan tiga jenis pengawasan metrologi negara.
Jenis kontrol metrologi negara:
1) penentuan jenis alat ukur;
2) verifikasi alat ukur;
3) perizinan legal dan individu bergerak di bidang produksi dan perbaikan alat ukur. Jenis pengawasan metrologi negara:
1) untuk pembuatan, kondisi dan pengoperasian alat ukur, metode bersertifikat untuk melakukan pengukuran, standar satuan besaran fisik, kepatuhan terhadap aturan dan norma metrologi;
2) untuk jumlah barang yang dialihkan dalam rangka kegiatan perdagangan;
3) untuk jumlah barang yang dikemas dalam paket apapun, dalam proses pengemasan dan penjualannya.
Pengukuran adalah konsep yang paling penting dalam metrologi. Ini adalah tindakan manusia terorganisir yang dilakukan untuk pengetahuan kuantitatif tentang sifat-sifat objek fisik dengan menentukan secara empiris nilai kuantitas fisik apa pun.
Ada beberapa jenis pengukuran. Saat mengklasifikasikannya, mereka biasanya melanjutkan dari sifat ketergantungan besaran yang diukur pada waktu, jenis persamaan pengukuran, kondisi yang menentukan keakuratan hasil pengukuran, dan metode untuk mengungkapkan hasil ini.
Menurut sifat ketergantungan nilai terukur pada waktu, pengukuran dibagi menjadi:
statis, di mana nilai terukur tetap konstan dalam waktu;
dinamis, di mana nilai terukur berubah dan tidak konstan dalam waktu.
Pengukuran statis misalnya pengukuran dimensi tubuh, tekanan konstan, pengukuran dinamis adalah pengukuran tekanan denyut, getaran.
Menurut metode memperoleh hasil pengukuran, mereka dibagi menjadi
lurus;
Tidak langsung;
Kumulatif;
Persendian.
Langsung- Ini adalah pengukuran di mana nilai kuantitas fisik yang diinginkan ditemukan langsung dari data eksperimen. Pengukuran langsung dapat dinyatakan dengan rumus Q=X, di mana Q adalah nilai yang diinginkan dari besaran yang diukur, dan X adalah nilai yang diperoleh langsung dari data eksperimen.
Dalam pengukuran langsung, besaran yang diukur dikenai operasi eksperimental, yang dibandingkan dengan pengukuran secara langsung atau dengan bantuan alat ukur yang lulus dalam unit yang diperlukan. Contoh garis lurus adalah pengukuran panjang badan dengan penggaris, massa dengan bantuan timbangan, dll.
Pengukuran langsung banyak digunakan dalam teknik mesin, serta dalam pengendalian proses teknologi (pengukuran tekanan, suhu, dll.).
Tidak langsung- ini adalah pengukuran di mana nilai yang diinginkan ditentukan berdasarkan hubungan yang diketahui antara nilai ini dan kuantitas yang diukur langsung, mis. mereka mengukur bukan kuantitas yang ditentukan sendiri, tetapi yang lain yang secara fungsional terkait dengannya. Nilai dari nilai terukur ditemukan dengan menghitung dengan rumus Q=F(x 1 ,x 2 ,…,x N), di mana Q adalah nilai yang diinginkan dari nilai terukur tidak langsung; F - ketergantungan fungsional, yang diketahui sebelumnya, x 1 ,x 2 ,…,x N - nilai kuantitas yang diukur secara langsung.
Contoh pengukuran tidak langsung: menentukan volume benda dengan pengukuran langsung dimensi geometrisnya, menemukan resistivitas listrik konduktor dengan resistansi, panjang, dan luas penampangnya.
Pengukuran tidak langsung adalah umum dalam kasus di mana nilai yang diinginkan tidak mungkin atau terlalu sulit untuk diukur secara langsung, atau ketika pengukuran langsung memberikan hasil yang kurang akurat. Peran mereka sangat besar saat mengukur kuantitas yang tidak dapat diakses untuk perbandingan eksperimental langsung, misalnya dimensi tatanan astronomi atau intraatomik.
Kumulatif- ini adalah pengukuran simultan dari beberapa kuantitas dengan nama yang sama, di mana yang diperlukan ditentukan dengan menyelesaikan sistem persamaan yang diperoleh dengan pengukuran langsung dari berbagai kombinasi kuantitas ini.
Contoh pengukuran kumulatif adalah penentuan massa bobot individu suatu himpunan (kalibrasi dengan massa yang diketahui dari salah satunya dan dengan hasil perbandingan langsung massa dari berbagai kombinasi bobot).
Contoh. Diperlukan kalibrasi berat, yang terdiri dari berat dengan massa 1, 2, 2*, 5, 10 dan 20 kg (tanda bintang menandakan berat yang memiliki nilai nominal yang sama, tetapi nilai sebenarnya berbeda). Kalibrasi terdiri dalam menentukan massa masing-masing bobot dengan menggunakan satu bobot standar, misalnya menggunakan bobot 1 kg. Untuk melakukan ini, kami akan melakukan pengukuran, mengubah kombinasi bobot setiap kali (angka menunjukkan massa bobot individu, 1 sampel menunjukkan massa referensi berat 1 kg):
Surat A, B, C, D berarti bobot yang harus ditambahkan atau dikurangi dari massa bobot yang ditunjukkan di sisi kanan persamaan untuk menyeimbangkan timbangan. Dengan menyelesaikan sistem persamaan ini, Anda dapat menentukan nilai massa masing-masing berat.
Persendian- ini adalah pengukuran simultan dari dua atau lebih besaran yang berbeda untuk menemukan ketergantungan di antara mereka.
Contohnya adalah pengukuran hambatan listrik pada 20 0 C dan koefisien suhu dari resistor pengukur menurut pengukuran langsung hambatannya pada berbagai suhu.
Menurut kondisi yang menentukan keakuratan hasil, pengukuran dibagi menjadi tiga kelas:
1. ^ Pengukuran dengan akurasi setinggi mungkin dapat dicapai dengan keadaan seni saat ini.
Ini termasuk, pertama-tama, pengukuran referensi yang terkait dengan akurasi reproduksi maksimum yang mungkin dari satuan kuantitas fisik yang ditetapkan, dan, sebagai tambahan, pengukuran konstanta fisik, terutama yang universal (misalnya, nilai percepatan absolut jatuh bebas, rasio gyromagnetik proton, dll.).
Kelas ini juga mencakup beberapa pengukuran khusus yang membutuhkan akurasi tinggi.
2. ^ Pengukuran kontrol dan verifikasi , kesalahan yang dengan probabilitas tertentu tidak boleh melebihi nilai tertentu yang diberikan.
Ini termasuk pengukuran yang dilakukan oleh laboratorium negara untuk penerapan dan kepatuhan terhadap standar dan keadaan alat ukur dan laboratorium pengukur pabrik, yang menjamin
kesalahan hasil dengan probabilitas tertentu tidak melebihi beberapa nilai yang telah ditentukan.
3. ^ Pengukuran teknis , dimana kesalahan hasil ditentukan oleh karakteristik alat ukur.
Contoh pengukuran teknis adalah pengukuran yang dilakukan selama proses produksi di perusahaan pembuat mesin, di papan tombol pembangkit listrik, dll.
Menurut cara mengungkapkan hasil pengukuran, pengukuran absolut dan relatif dibedakan.
Mutlak disebut pengukuran yang didasarkan pada pengukuran langsung dari satu atau lebih besaran pokok atau pada penggunaan nilai konstanta fisika.
Contoh pengukuran mutlak adalah penentuan panjang dalam meter, kuat arus listrik dalam ampere, percepatan jatuh bebas dalam meter per detik kuadrat.
Relatif disebut pengukuran perbandingan suatu besaran dengan besaran dengan nama yang sama, yang berperan sebagai satuan, atau pengukuran besaran dalam kaitannya dengan besaran dengan nama yang sama, diambil sebagai yang awal.
Contoh pengukuran relatif adalah pengukuran kelembaban udara relatif, yang didefinisikan sebagai perbandingan jumlah uap air dalam 1 m3 udara dengan jumlah uap air yang memenuhi 1 m3 udara pada suhu tertentu.
Karakteristik utama pengukuran adalah: prinsip pengukuran, metode pengukuran, kesalahan, akurasi, kebenaran, dan keandalan.
^ Prinsip pengukuran - fenomena fisik atau sekumpulan fenomena fisik yang mendasari pengukuran. Misalnya pengukuran berat badan dengan menimbang menggunakan gravitasi sebanding dengan massa, pengukuran suhu menggunakan efek termoelektrik.
Metode Pengukuran- seperangkat metode untuk menggunakan prinsip dan cara pengukuran. Instrumen pengukur digunakan sarana teknis yang memiliki sifat metrologi yang dinormalisasi.
Kesalahan pengukuran - perbedaan antara nilai nilai terukur yang diperoleh selama pengukuran X "dan nilai Q sebenarnya:
Kesalahan tersebut disebabkan oleh ketidaksempurnaan metode dan alat pengukuran, ketidakkonsistenan kondisi pengamatan, serta kurangnya pengalaman pengamat atau kekhasan indranya.
^ Akurasi pengukuran - ini adalah karakteristik pengukuran, yang mencerminkan kedekatan hasilnya dengan nilai sebenarnya dari besaran yang diukur.
Secara kuantitatif, akurasi dapat dinyatakan dengan kebalikan dari modulus kesalahan relatif:
Misalnya, jika kesalahan pengukuran adalah 10 -2%=10 -4 , maka akurasinya adalah 10 4 .
^ Akurasi pengukuran didefinisikan sebagai kualitas pengukuran, yang mencerminkan kedekatan dengan nol dari kesalahan sistematis hasil (yaitu, kesalahan yang tetap konstan atau berubah secara teratur dengan pengukuran berulang dengan nilai yang sama). Kebenaran pengukuran bergantung, khususnya, pada bagaimana ukuran sebenarnya dari unit tempat pengukuran dilakukan berbeda dari ukuran sebenarnya (menurut definisi), yaitu. sejauh mana alat ukur yang digunakan untuk jenis pengukuran ini sudah benar (benar).
Karakteristik terpenting dari kualitas pengukuran adalah mereka keaslian; itu mencirikan kredibilitas hasil pengukuran dan membaginya menjadi dua kategori:
dapat diandalkan dan tidak dapat diandalkan, tergantung pada apakah karakteristik probabilistik penyimpangannya dari nilai sebenarnya dari kuantitas yang sesuai diketahui atau tidak diketahui. Hasil pengukuran, yang keandalannya tidak diketahui, tidak ada nilainya dan dalam beberapa kasus dapat menjadi sumber informasi yang salah.
Kehadiran kesalahan membatasi keandalan pengukuran, mis. memberlakukan batasan pada jumlah digit signifikan yang signifikan dari nilai numerik kuantitas yang diukur dan menentukan keakuratan pengukuran.
Saat ini, ada banyak jenis pengukuran yang dibedakan berdasarkan sifat fisik besaran yang diukur dan faktor-faktor yang menentukan berbagai kondisi dan cara pengukuran. Jenis utama pengukuran besaran fisik, termasuk yang linier-sudut (GOST 16263–70), adalah lurus, tidak langsung, kumulatif, persendian, mutlak Dan relatif.
Paling banyak digunakan pengukuran langsung , terdiri dari fakta bahwa nilai yang diinginkan dari kuantitas yang diukur ditemukan dari data eksperimen menggunakan alat ukur. Ukuran linier dapat diatur langsung pada skala penggaris, pita pengukur, kaliper, mikrometer, gaya kerja - dengan dinamometer, suhu - dengan termometer, dll.
Persamaan pengukuran langsung memiliki bentuk:
di mana Q adalah nilai yang diinginkan dari nilai terukur; X adalah nilai besaran terukur yang diperoleh langsung dari pembacaan alat ukur.
Tidak langsung- pengukuran di mana nilai yang diinginkan ditentukan oleh hubungan yang diketahui antara nilai ini dan besaran lain yang diperoleh dengan pengukuran langsung.
Persamaan pengukuran tidak langsung memiliki bentuk:
Q \u003d f (x 1, x 2, x 3, ...),
di mana Q adalah nilai yang diinginkan dari kuantitas yang diukur secara tidak langsung; х 1 , х 2 , х 3 , ... adalah nilai besaran yang diukur dengan jenis pengukuran langsung.
Pengukuran tidak langsung digunakan dalam kasus di mana nilai yang diinginkan tidak mungkin atau sangat sulit diukur secara langsung, mis. pengukuran langsung, atau ketika pengukuran langsung memberikan hasil yang kurang akurat.
Contoh jenis pengukuran tidak langsung adalah penetapan volume paralelepiped dengan mengalikan tiga besaran linier (panjang, tinggi dan lebar) yang ditentukan dengan menggunakan jenis pengukuran langsung, perhitungan tenaga mesin, penentuan resistivitas listrik suatu konduktor dengan resistansi, panjang dan luas penampang, dll.
Contoh pengukuran tidak langsung adalah juga pengukuran diameter rata-rata dari benang pengencang eksternal dengan menggunakan metode "tiga kabel". Metode ini didasarkan pada penentuan paling akurat dari diameter ulir rata-rata d 2 sebagai diameter silinder bersyarat, yang generatriksnya membagi profil ulir menjadi bagian yang sama P / 2 (Gbr. 2.1):
di mana D mengukur jarak, termasuk diameter kawat, diperoleh dengan pengukuran langsung;
d 2 - diameter kawat, memberikan kontak dengan profil ulir pada titik-titik yang terletak pada generatrix d 2;
α adalah sudut profil ulir;
P - jarak utas.
Pengukuran kumulatif dilakukan dengan pengukuran simultan beberapa kuantitas dengan nama yang sama, di mana nilai yang diinginkan ditemukan dengan menyelesaikan sistem persamaan yang diperoleh dengan pengukuran langsung dari berbagai kombinasi kuantitas ini. Contoh pengukuran kumulatif adalah kalibrasi bobot suatu himpunan dengan massa yang diketahui dari salah satunya dan dengan hasil perbandingan langsung massa dari berbagai kombinasi bobot.
Misalnya, perlu mengkalibrasi massa yang terbakar sebesar 1; 2; 5; 10 dan 20 kg. Berat contoh adalah 1 kg, ditandai 1 vol.
Mari lakukan pengukuran, ubah kombinasi bobot setiap kali:
1 = 1 06 + A; 1 + l tentang = 2 + B; 2 = 2 + Dengan; 1+2 + 2 = 5 + D dll.
Surat A, B, Dengan, D– nilai bobot yang tidak diketahui yang harus ditambahkan atau dikurangi dari massa kettlebell. Dengan memecahkan sistem persamaan, Anda dapat menentukan nilai setiap bobot.
Pengukuran bersama- pengukuran simultan dari dua atau lebih besaran non-identik untuk menemukan hubungan di antara mereka, misalnya, pengukuran volume suatu benda dilakukan dengan pengukuran suhu yang berbeda, yang menyebabkan perubahan volume benda ini.
Jenis pengukuran utama, berdasarkan sifat hasil pengukuran untuk berbagai besaran fisik, meliputi pengukuran absolut dan relatif.
Pengukuran absolut didasarkan pada pengukuran langsung dari satu atau lebih kuantitas fisik. Contoh pengukuran absolut adalah mengukur diameter atau panjang manik-manik dengan jangka sorong atau mikrometer, atau mengukur suhu dengan termometer.
Pengukuran absolut disertai dengan evaluasi seluruh besaran ukur.
Pengukuran relatif didasarkan pada pengukuran rasio dari nilai terukur, yang berperan sebagai unit, atau mengukur nilai dalam hubungannya dengan nilai dengan nama yang sama, diambil sebagai nilai awal. Sebagai sampel, ukuran-ukuran contoh dalam bentuk balok ujung bidang-paralel sering digunakan.
Contoh pengukuran relatif dapat berupa pengukuran kaliber sumbat dan staples pada optimeter horizontal dan vertikal dengan penyesuaian alat ukur sesuai dengan ukuran yang dicontohkan. Bila menggunakan ukuran-ukuran contoh atau bagian-bagian contoh, pengukuran relatif dapat meningkatkan akurasi hasil pengukuran dibandingkan dengan pengukuran absolut.
Selain jenis pengukuran yang dipertimbangkan, menurut fitur utama - cara memperoleh hasil pengukuran, jenis pengukuran juga diklasifikasikan menurut keakuratan hasil pengukuran - menjadi setara Dan tidak sama, sesuai dengan jumlah pengukuran beberapa Dan lajang, sehubungan dengan perubahan nilai terukur dalam waktu - oleh statis Dan dinamis, dengan adanya kontak permukaan pengukur alat ukur dengan permukaan produk - aktif kontak Dan tanpa kontak dan sebagainya.
Tergantung pada tujuan metrologi, pengukuran dibagi menjadi teknis– pengukuran produksi, kontrol dan kalibrasi Dan metrologi- pengukuran dengan akurasi semaksimal mungkin menggunakan standar untuk mereproduksi satuan besaran fisik untuk mentransfer ukurannya ke alat ukur yang berfungsi.
Metode pengukuran
Sesuai dengan RMG 29–99, metode pengukuran utama meliputi metode penilaian langsung dan metode perbandingan: diferensial, nol, substitusi, dan kebetulan.
metode langsung- metode pengukuran di mana nilai suatu besaran ditentukan langsung dari alat pembaca alat pengukur kerja langsung, misalnya mengukur poros dengan mikrometer dan gaya dengan dinamometer mekanis.
Mengukur Metode Perbandingan- metode di mana nilai terukur dibandingkan dengan nilai yang direproduksi oleh ukuran:
metode diferensial dicirikan dengan mengukur perbedaan antara nilai terukur dan nilai yang diketahui, ukuran yang dapat direproduksi. Contoh metode diferensial adalah pengukuran dengan voltmeter perbedaan antara dua voltase, yang satu diketahui dengan sangat akurat, dan yang lainnya adalah nilai yang diinginkan;
metode nol- di mana perbedaan antara nilai terukur dan ukuran dikurangi menjadi nol. Pada saat yang sama, metode nol memiliki keuntungan bahwa ukurannya bisa berkali-kali lebih kecil dari nilai yang diukur, misalnya, menimbang timbangan, ketika berat yang ditimbang ada di satu lengan, dan satu set bobot referensi ada di yang lain;
metode substitusi- metode perbandingan dengan suatu ukuran, di mana nilai yang diukur diganti dengan nilai yang diketahui, dapat direproduksi oleh ukuran tersebut. Metode substitusi digunakan saat menimbang dengan penempatan massa dan bobot yang diukur secara bergantian pada panci skala yang sama;
metode pertandingan- metode perbandingan dengan ukuran, di mana perbedaan antara nilai terukur dan nilai yang direproduksi oleh ukuran diukur menggunakan kebetulan tanda skala atau sinyal periodik. Contoh penggunaan metode ini adalah pengukuran panjang dengan vernier caliper.
Tergantung pada jenis alat ukur yang digunakan, ada metode pengukuran instrumental, ahli, heuristik dan organoleptik.
metode instrumental berdasarkan penggunaan sarana teknis khusus, termasuk otomatis dan otomatis.
metode ahli Evaluasi didasarkan pada penggunaan penilaian sekelompok spesialis.
Metode heuristik perkiraan didasarkan pada intuisi.
Metode organoleptik perkiraan didasarkan pada penggunaan indera manusia. Penilaian keadaan objek dapat dilakukan dengan pengukuran elemen demi elemen dan kompleks. Metode elemen demi elemen ditandai dengan pengukuran setiap parameter produk secara terpisah. Misalnya eksentrisitas, ovalitas, pemotongan poros silinder. Metode kompleks ditandai dengan pengukuran indikator kualitas total, yang dipengaruhi oleh masing-masing komponennya. Misalnya mengukur runout radial dari bagian silinder, yang dipengaruhi oleh eksentrisitas, ovalitas, dll.; kontrol posisi profil sepanjang kontur batas, dll.
Kesalahan pengukuran
ketentuan umum . Proses pengukuran pasti disertai dengan kesalahan yang disebabkan oleh ketidaksempurnaan alat ukur, ketidakstabilan kondisi pengukuran, ketidaksempurnaan metode itu sendiri dan teknik pengukuran, kurangnya pengalaman dan ketidaksempurnaan alat indera orang yang melakukan. pengukuran, serta faktor lainnya.
Kesalahan pengukuran Penyimpangan hasil pengukuran dari nilai sebenarnya besaran yang diukur disebut :
ΔХ izi \u003d X i - X dan,
di mana X j berada nilai ke-i hasil pengukuran;
X dan - nilai sebenarnya dari nilai terukur.
Karena nilai sebenarnya dari besaran yang diukur selalu tidak diketahui, nilai rata-rata aritmatika diambil untuk itu dengan pengukuran berulang:
, (2.1)
di mana n adalah jumlah pengukuran yang dilakukan.
Kesalahan pengukuran (ΔХ izi), dinyatakan dalam satuan kuantitas yang diukur, disebut absolut. Itu tidak selalu informatif. Misalnya, kesalahan absolut 0,01 mm bisa sangat besar saat mengukur nilai dalam sepersepuluh milimeter dan kecil saat mengukur nilai lebih dari beberapa meter.
Nilai yang lebih informatif adalah kesalahan relatif, yang dipahami sebagai rasio kesalahan pengukuran absolut dengan nilai sebenarnya (atau ekspektasi matematis),%:
.
Ini adalah kesalahan relatif yang digunakan untuk mengkarakterisasi akurasi pengukuran.
Secara alami ( pola manifestasi) kesalahan pengukuran dibagi menjadi kesalahan sistematis, acak dan kasar.
Kesalahan sistematik. Kesalahan sistematis termasuk kesalahan yang, ketika pengukuran berulang tetap konstan atau berubah menurut beberapa hukum. Kesalahan sistematik dalam pengukuran dengan metode yang sama dan alat ukur yang sama selalu bernilai konstan. Alasan penampilan mereka meliputi:
– kesalahan metode atau kesalahan teoretis;
– kesalahan instrumental;
– kesalahan yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan dan kondisi pengukuran.
Kesalahan metode terjadi karena kesalahan atau pengembangan metode pengukuran yang tidak memadai. Ini juga termasuk ekstrapolasi ilegal dari properti yang diperoleh sebagai hasil pengukuran tunggal ke seluruh objek yang diukur. Misalnya, ketika menentukan kesesuaian suatu poros dengan satu pengukuran, seseorang dapat membuat kesalahan, karena kesalahan bentuk seperti penyimpangan dari silinder, kebulatan, profil bagian memanjang, dll tidak diperhitungkan. mengecualikan kesalahan sistematis seperti itu dalam prosedur pengukuran, disarankan untuk melakukan pengukuran tempat bagian dan arah yang saling tegak lurus.
Kesalahan metode juga mencakup pengaruh alat pada properti objek (misalnya, gaya pengukuran signifikan yang mengubah bentuk bagian berdinding tipis) atau kesalahan yang terkait dengan pembulatan hasil pengukuran yang terlalu kasar.
Kesalahan instrumental terkait dengan kesalahan dalam alat ukur yang disebabkan oleh kesalahan pembuatan atau keausan komponen alat ukur.
terhadap kesalahan yang ditimbulkan pengaruh lingkungan dan kondisi pengukuran, mengacu pada suhu (misalnya, pengukuran bagian yang belum didinginkan), getaran, ketidakkakuan permukaan tempat alat pengukur dipasang, dll.
Salah satu cara untuk mendeteksi kesalahan sistematik dapat berupa penggantian alat ukur dengan yang sejenis jika dianggap sebagai sumber kesalahan sistematik. Dengan cara yang sama, kesalahan sistematis yang disebabkan oleh kondisi eksternal dapat dideteksi: misalnya, mengganti permukaan tempat alat pengukur dipasang dengan yang lebih kaku.
Munculnya kesalahan sistematis dapat dideteksi secara statistik dengan memplot hasil pengukuran di atas kertas pada interval tertentu dengan batas yang ditentukan (misalnya dimensi pembatas). Pergerakan hasil pengukuran yang stabil menuju salah satu batas akan berarti munculnya kesalahan sistematis dan perlunya intervensi dalam proses teknologi.
Untuk menghilangkan kesalahan sistematis dalam kondisi produksi, alat ukur dikalibrasi, penyebab yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan dihilangkan, dan pengukuran itu sendiri dilakukan sesuai dengan metodologi yang direkomendasikan, mengambil langkah-langkah untuk memperbaikinya, jika perlu.
Kesalahan sistematis konstan tidak memengaruhi nilai penyimpangan acak pengukuran dari rata-rata aritmatika, sehingga sulit dideteksi metode statistik. Analisis kesalahan semacam itu hanya dimungkinkan berdasarkan pengetahuan apriori tentang kesalahan yang diperoleh, khususnya, selama verifikasi alat ukur. Misalnya, saat memeriksa instrumen untuk mengukur besaran linier, nilai terukur biasanya direproduksi dengan ukuran contoh (ukuran akhir panjang), yang nilai sebenarnya diketahui. Kesalahan sistematis menyebabkan distorsi hasil pengukuran dan karenanya harus diidentifikasi dan diperhitungkan saat mengevaluasi hasil pengukuran. Kesalahan yang sepenuhnya sistematis hampir tidak mungkin dihilangkan; selalu dalam proses pengukuran tetap ada kuantitas kecil tertentu, yang disebut kesalahan sistematik yang tidak dikecualikan. Nilai ini diperhitungkan dengan melakukan penyesuaian.
Selisih antara rata-rata aritmatika hasil pengukuran dan nilai ukur dengan ketelitian yang ditentukan oleh kesalahan selama pengesahannya disebut amandemen . Itu dimasukkan ke dalam sertifikat alat ukur bersertifikat dan diambil sebagai kesalahan sistematis yang diinginkan.
Kesalahan acak. Kesalahan acak adalah kesalahan yang mengambil pengukuran berulang dari nilai yang berbeda, independen dalam tanda dan besarnya, tidak tunduk pada keteraturan apa pun. Ada banyak alasan untuk kesalahan acak; misalnya, fluktuasi tunjangan pemesinan, sifat mekanik material, inklusi asing, keakuratan pemasangan komponen pada mesin, keakuratan alat ukur benda kerja, perubahan gaya pengukuran untuk memperbaiki bagian pada mesin, gaya potong, dll.
Biasanya, pengaruh individu dari masing-masing penyebab ini pada hasil pengukuran kecil dan tidak dapat dinilai, terutama karena, seperti peristiwa acak lainnya, hal itu mungkin terjadi atau tidak terjadi pada setiap kasus tertentu.
Kesalahan acak tunduk pada sejumlah kondisi:
– kesalahan acak kecil lebih umum daripada yang besar;
- negatif dan positif relatif terhadap nilai pengukuran rata-rata, kesalahan yang sama, terjadi sama seringnya;
– setiap metode pengukuran memiliki batasnya sendiri, di mana kesalahan praktis tidak terjadi (jika tidak, kesalahan ini akan menjadi kasar).
Identifikasi kesalahan acak sangat diperlukan untuk presisi, misalnya pengukuran laboratorium. Untuk melakukan ini, beberapa pengukuran dari kuantitas yang sama digunakan, dan hasilnya diproses dengan metode teori probabilitas dan statistik matematika. Ini memungkinkan Anda untuk menyempurnakan hasil pengukuran.
Pengaruh kesalahan acak dinyatakan dalam penyebaran hasil yang diperoleh relatif terhadap ekspektasi matematis, oleh karena itu, keberadaan kesalahan acak dikuantifikasi dengan baik oleh standar deviasi (RMS).
Untuk memperkirakan dispersi hasil pengukuran besaran fisika X i relatif terhadap rata-rata , ditentukan oleh (2.1), RMS ditentukan dengan rumus
untuk n ≥ 20 (2.2)
untuk n ≤ 20, (2.3)
di mana n adalah jumlah pengukuran.
Karena nilai rata-rata dari serangkaian pengukuran adalah perkiraan acak dari nilai sebenarnya dari besaran yang diukur, maka untuk menilai kemungkinan penyimpangan dari nilai rata-rata, RMS - S eksperimental digunakan:
. (2.4)
Nilai S digunakan saat memperkirakan kesalahan hasil akhir.
Kesalahan pengukuran acak, tanpa mengubah keakuratan hasil pengukuran, tetap memengaruhi keandalannya.
Dalam hal ini, sebaran rata-rata aritmetika dari suatu deret pengukuran selalu memiliki kesalahan yang lebih kecil daripada kesalahan setiap pengukuran tertentu. Ini mengikuti dari rumus (2.2) dan (2.3) bahwa jika perlu untuk meningkatkan akurasi hasil (dengan mengecualikan kesalahan sistematis) dengan faktor 2, maka jumlah pengukuran harus ditambah dengan faktor 4.
Kesalahan besar (meleset). Kesalahan kasar adalah kesalahan yang bukan karakteristik dari proses atau hasil teknologi, yang menyebabkan distorsi yang jelas dari hasil pengukuran. Paling sering, mereka diizinkan oleh personel yang tidak memenuhi syarat karena penanganan alat ukur yang tidak tepat, pembacaan bacaan yang salah, kesalahan perekaman, atau karena penyebab asing yang tiba-tiba selama implementasi proses teknologi untuk memproses bagian. Mereka langsung terlihat di antara hasil yang diperoleh, karena nilai yang diperoleh berbeda dari nilai set pengukuran lainnya.
Jika selama proses pengukuran dimungkinkan untuk menemukan alasan yang menyebabkan perbedaan yang signifikan, dan setelah menghilangkan alasan tersebut, pengukuran berulang tidak mengkonfirmasi perbedaan tersebut, maka pengukuran tersebut dapat dikecualikan dari pertimbangan. Tetapi penolakan pengukuran secara sembrono yang sangat berbeda dari hasil lain dapat menyebabkan distorsi karakteristik pengukuran yang signifikan. Terkadang, saat memproses hasil pengukuran, tidak mungkin untuk memperhitungkan semua keadaan di mana hasil tersebut diperoleh. Dalam hal ini, saat memperkirakan kesalahan besar, seseorang harus menggunakan metode pengujian hipotesis statistik yang biasa.
Hipotesis yang diuji terdiri dari pernyataan bahwa hasil pengukuran Xi tidak mengandung kesalahan besar, tetapi merupakan salah satu nilai variabel acak. Biasanya mengecek nilai X m ah terbesar dan X min terkecil dari hasil pengukuran. Kriteria berikut digunakan untuk menguji hipotesis.
1) Jika jumlah pengukuran adalah n ≤ 10, maka Kriteria Chauvine. Dalam hal ini, kesalahan besar (miss) adalah hasil X i jika perbedaannya melebihi nilai S, ditentukan tergantung pada jumlah pengukuran:
dimana σ x adalah standar deviasi yang diperoleh dengan rumus (2.3).
2) Kriteria Romanovsky, digunakan ketika jumlah pengukuran adalah 10< n < 20. При этом вычисляют отношение
dan nilai β yang diperoleh dibandingkan dengan β t teoretis pada tingkat signifikansi q yang dipilih (lihat Tabel 2.4). Ingat bahwa tingkat signifikansi adalah probabilitas menolak hipotesis yang benar dalam uji hipotesis statistik. Biasanya, saat memproses hasil pengukuran, nilainya diambil pada kisaran 0,05 ... 0,1. Jika β melebihi β t, maka hasil X i dianggap blunder.
Tabel 2.4
Tabel nilai β t = F(N)
| Tingkat signifikansi q | Jumlah pengukuran 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) Kriteria 3S - yang paling umum. Ini digunakan ketika jumlah pengukuran n ≥ 20…50. Dalam hal ini, dianggap bahwa hasil yang diperoleh dengan probabilitas P = 0,003 tidak mungkin dan dapat dikualifikasikan sebagai kesalahan, yaitu hasil yang meragukan X saya harus dikeluarkan dari pengukuran jika
Contoh 1. Saat mengukur lubang Ø20H13(+0,33), diperoleh hasil sebagai berikut:
Ø20,32; Ø20.18; Ø20,26; Ø20,21; Ø20,28; Ø20,42 mm.
Perlu untuk memeriksa apakah ukuran Ø20,42 mm adalah kesalahan.
Karena n = 6, kriteria Chauviné berlaku:
dari persamaan (2.1) kita temukan
dengan persamaan (2.3) kita menemukan S
Artinya, meskipun hasilnya di luar batas ukuran yang ditentukan, tidak bisa dianggap meleset. Oleh karena itu, item tersebut harus ditolak.
Contoh 2. Saat mengukur poros Ø40h12(-0,25), diperoleh hasil sebagai berikut: 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 mm.
Karena hasil 39,72 mm berada di luar batas ukuran terkecil dan bagian tersebut dapat ditolak, harus ditentukan apakah ukuran ini bukan suatu kekeliruan.
Karena jumlah pengukuran melebihi 20, Anda dapat menggunakan kriteria S. Setelah memproses hasil pengukuran, kami mendapatkan:
39.91mm, S=0.12mm,
maka 3S = 3 0,12 = 0,36 mm
Oleh karena itu, hasil pengukuran 39,72 mm tidak dapat dianggap meleset dan bagian tersebut harus ditolak.
Konsep, istilah, dan definisi metrologi dasar dirumuskan oleh standar negara.
Pengukuran- ini adalah proses menemukan nilai kuantitas fisik secara empiris menggunakan alat khusus. Bergantung pada metode untuk mendapatkan hasil, pengukuran dibagi menjadi langsung dan tidak langsung.
Pada pengukuran langsung kuantitas fisik yang diinginkan ditentukan langsung oleh indikator perangkat: tegangan - voltmeter, frekuensi - frekuensi meter, kekuatan arus - ammeter. Pengukuran langsung sangat umum dalam praktik metrologi.
Pada pengukuran tidak langsung nilai yang menarik bagi kami dihitung dengan hasil pengukuran besaran lain yang terkait dengan nilai yang diinginkan dengan ketergantungan fungsional tertentu. Misalnya, dengan mengukur arus dan tegangan, berdasarkan rumus terkenal, Anda dapat menentukan daya:
Pengukuran tidak langsung juga sering digunakan dalam praktek metrologi.
Ukur (perangkat)- ini adalah alat ukur yang dirancang untuk mereproduksi kuantitas fisik dengan ukuran tertentu. Menurut signifikansi metrologinya, sesuai dengan peran yang dimainkannya dalam memastikan keseragaman dan kesetiaan, tindakan dibagi menjadi tindakan yang patut dicontoh dan yang berhasil.
Referensi- ini adalah benda atau perangkat dengan akurasi tertinggi, yang berfungsi untuk mereproduksi dan menyimpan satuan kuantitas fisik dan mentransfer ukurannya ke yang lebih rendah sesuai dengan skema verifikasi. Contoh keakuratan standar adalah standar waktu negara Rusia, yang kesalahannya selama 30.000 tahun tidak akan melebihi 1 detik.
Kuantitas fisik- ini adalah properti yang secara kualitatif umum untuk berbagai objek, sistem fisik, keadaan dan proses yang terjadi di dalamnya, tetapi individual dalam istilah kuantitatif untuk masing-masingnya. Dengan menjadi bagian dari berbagai kelompok proses fisik, besaran fisik dibagi menjadi listrik, magnet, ruang-waktu, termal, dll.
Nilai kuantitas fisik- ini adalah perkiraan kuantitas fisik dalam satuan pengukuran yang diterima (misalnya, 5 mA adalah nilai kekuatan arus, dan 5 adalah nilai numerik). Istilah inilah yang digunakan untuk menyatakan karakteristik kuantitatif dari properti yang bersangkutan. Anda tidak boleh mengatakan dan menulis "nilai arus", "nilai tegangan", karena arus dan tegangan itu sendiri adalah kuantitas. Istilah "nilai saat ini", "nilai tegangan" harus digunakan.
Satuan kuantitas fisik adalah kuantitas fisik, yang, menurut definisi, diberi nilai numerik standar yang sama dengan satu. Satuan besaran fisik dibagi menjadi dasar dan turunan.
Karena rentang nilai riil yang besar dari sebagian besar besaran fisik terukur, penggunaan satuan bilangan bulat tidak selalu nyaman, karena pengukuran menghasilkan nilai besar atau kecil. Oleh karena itu, dalam sistem pengukuran SI (SI - sistem internasional), ditetapkan satuan submultiple dan multiple.
Tab. 1.1. Satuan listrik yang digunakan dalam elektronika
| besaran listrik | Satuan | |||||||
| Nama | Simbol penunjukan | Utama | Banyak atau pecahan | |||||
| Nama | sebutan Rusia | Penunjukan internasional | Nama | sebutan Rusia | Penunjukan internasional | |||
| Perlawanan | R, r | ohm | Ohm | Ω | megaohm kiloohm | MOhm kOhm | MΩ kΩ | 1 MΩ=10 6 Ω 1 kΩ=10 3 Ω |
| Kekuatan saat ini | saya, saya | amper | A | A | mikroamp miliamp | mA uA | mA μA | 1mA=10-3A 1µA=10-6A |
| Tegangan dan EMF | U, u E, e | volt | DI DALAM | V | kilovolt milivolt mikrovolt | kVµV | kV μV | 1 kV=10 3 V 1 µV=10 -6 V |
| Kekuatan | P | watt | Selasa | W | gigawatt megawatt mikrowatt | GW MW µW | GW MW µW | 1 GW=10 9 W 1 MW=10 6 W 1 μW=10 -6 W |
| besaran listrik | Satuan | Rasio kelipatan (submultiples) dan satuan dasar | ||||||
| Utama | Banyak atau pecahan | |||||||
| Nama | Simbol penunjukan | Nama | sebutan Rusia | Penunjukan internasional | Nama | sebutan Rusia | Penunjukan internasional | |
| Kapasitas | C | farad | F | F | mikrofarad nanofarad picofarad | µF nF pF | µF nF pF | 1 uF=10 -6 F 1 nF=10 -9 F 1 pF=10 -12 F |
| Induktansi | L | Henry | gn | H | milihenry microhenry | mH mH | mH μH | 1 mH=10 -3 H 1 μH=10 -6 H |
| Frekuensi | F, f | hertz | Hz | Hz | gigahertz megahertz | GHz MHz | GHz MHz | 1 GHz=10 9 Hz 1 MHz=10 6 Hz |
| Periode | T | Kedua | Dengan | S | nanodetik milidetik | ms ns | ms ns | 1 mdtk=10 -3 dtk 1 ndtk=10 -9 dtk |
| Panjang gelombang | λ | meter | M | M | milimeter sentimeter desimeter | mm cm dm | mm cm dm | 1 mm=10 -3 m 1 cm=10 -2 m 1 dm=10 -1 m |
| Pergeseran fasa | ∆φ | radian | senang | rad | derajat | º | º |
Beberapa unit besaran fisik selalu lebih besar dari utama (sistem) dengan bilangan bulat beberapa kali. Misalnya, megaohm (10 6 ohm), kilovolt (10 3 V)
Sub-kelipatan satuan besaran fisik kurang dari utama (sistem) dengan bilangan bulat beberapa kali. Misalnya, nanofarad (10 -9 F), mikroamp (10 -6 A).
Dengan penaksiran besaran fisis yang dipilih, dapat dicirikan dengan nilai sebenarnya dan nyata (terukur) dari besaran fisis yang diukur.
Nilai sebenarnya (sebenarnya) dari kuantitas fisik adalah nilai yang bebas dari kesalahan. Menemukan nilai sebenarnya adalah masalah utama metrologi, karena kesalahan pengukuran tidak dapat dihindari. Dalam hal ini, dalam praktiknya, indikasi tindakan teladan (perangkat) diambil sebagai nilai sebenarnya, yang kesalahannya dapat diabaikan dibandingkan dengan kesalahan tindakan kerja (perangkat) yang digunakan.
Nilai terukur dari besaran fisik- ini adalah nilai kuantitas, dihitung dengan ukuran kerja (instrumen).
Alat pengukur adalah alat pengukuran, sehingga kuantitas fisik yang diukur menjadi indikasi.
Menurut prinsip operasi, semua alat ukur dibagi menjadi dua kelompok:
Perangkat elektromekanis yang digunakan di sirkuit DC dan seterusnya frekuensi rendah;
Perangkat elektronik yang digunakan di sirkuit DC dan di seluruh rentang frekuensi.
Menurut cara mengeluarkan hasilnya, alat ukur dibagi menjadi:
- analog(dengan indikator penunjuk, merekam sendiri), yang bacaannya merupakan fungsi pengukuran yang berkelanjutan dan nilai yang diukur;
- digital, bacaan yang terbentuk sebagai hasil pembangkitan otomatis sinyal diskrit dari informasi pengukuran yang disajikan dalam bentuk digital.
Bedakan alat ukur aksi langsung dan alat pembanding.
Perangkat aksi langsung tampilkan nilai terukur pada indikator dalam satuan nilai ini. Tidak ada perubahan jenis besaran fisis selama proses pengukuran. Instrumen ini termasuk amperemeter dan voltmeter.
Pembanding (pembanding) digunakan untuk membandingkan besaran terukur dengan besaran yang nilainya diketahui. Menurut tujuannya, perangkat dibagi menjadi berfungsi dan patut dicontoh.
Perangkat kerja dimaksudkan hanya untuk pengukuran di semua bidang kegiatan ekonomi.
instrumen teladan berfungsi untuk verifikasi dan kelulusan perangkat kerja. Kesalahan pengukuran instrumen contoh adalah 1-2 kali lipat lebih kecil dari instrumen kerja.
Biaya perangkat terkait langsung dengan kesalahan pengukuran: jika perangkat memiliki kesalahan 10 kali lebih sedikit, maka perangkat semacam itu harganya 10 kali lebih mahal. Tidak layak secara ekonomi untuk menggunakan instrumen teladan untuk pengukuran massa, oleh karena itu, di laboratorium lembaga pendidikan dan produksi, sebagian besar instrumen kerja digunakan.
Timbangan alat ukur analog (AIP) diklasifikasikan menurut kriteria berikut:
1. Atas dasar keseragaman, mereka membedakan:
- skala seragam- ini adalah skala dengan pembagian panjang konstan dan dengan harga pembagian konstan (Gbr. 1.1, a). Hanya perangkat elektromekanis dari sistem magnetoelektrik yang memiliki skala seperti itu;
- skala tidak rata- ini adalah skala dengan pembagian panjang tidak konstan dan dengan harga pembagian tidak konstan (Gbr. 1.1, b). Perangkat elektromekanis penyearah, elektromagnetik, elektrodinamik, ferodinamik, elektrostatik, sistem termoelektrik memiliki skala seperti itu.
Beras. 1.1. Timbangan instrumen analog: seragam (a), tidak rata (b), lurus (b), mundur (d), satu sisi (c)), dua sisi (f), bebas nol (g)
2. Berdasarkan arah kelulusan, terdapat:
- skala lurus lulus dari kiri ke kanan, yaitu. nol pada skala terletak di sebelah kiri (Gambar 1.1, c). Skala ini adalah yang paling umum di AIP;
- skala terbalik lulus dari kanan ke kiri, yaitu. nol pada skala terletak di sebelah kanan (Gbr. 1.1, d). Skala seperti itu digunakan, misalnya, pada multimeter analog saat membaca nilai resistansi resistor dan kapasitansi kapasitor.
3. Menurut posisi nol pada skala dan arah pergerakan panah indikator, dibedakan:
- skala satu sisi- ini adalah skala, jarum penunjuknya, ketika diukur, menyimpang hanya dalam satu arah dari nol (Gbr. 1.1, e). Skala ini adalah yang paling umum;
- skala dua sisi- ini adalah skala, panah indikator, saat diukur, menyimpang ke kiri dan ke kanan dari nol. Selain itu, penyimpangan ke kiri dari nol memberikan nilai negatif dari nilai terukur, dan penyimpangan ke kanan - positif (Gbr. 1.1, e). Indikator jembatan pengukur analog dan galvanometer memiliki skala seperti itu;
- skala bukan nol- ini adalah skala yang tidak memiliki tanda nol (Gbr. 1.1, g). Skala ini memiliki pengukur frekuensi elektromekanis, generator, frekuensi bertingkat, durasi pulsa, pergeseran waktu.
AIP elektromekanis dan elektronik cukup tersebar luas dalam praktik metrologi. Perangkat dan skalanya dicirikan oleh sejumlah indikator dasar.
Pembagian skala adalah celah antara dua tanda skala yang berdekatan.
Nilai pembagian skala (konstanta instrumen), DENGAN, menunjukkan jumlah unit dari nilai terukur per satu divisi skala (Gbr. 1.2):
Beras. 1.2. Menentukan nilai pembagian skala
(1.2),
Di mana A 1, A 2- divisi digital tetangga;
n adalah jumlah pembagian antara dua digit.
Pada contoh (lihat Gambar 1.2), nilai pembagian skala adalah
Dalam skala yang tidak rata, harga pembagian ditemukan pada bagian skala (tetapi tidak di awal) antara dua pembagian digital yang berdekatan.
Nada skala- ini adalah interval pembagian digital pada skala perangkat. Misalnya, jika skala indikator memiliki pembagian digital 0-10-20-30-40-50, maka langkah skalanya adalah 10.
Bagian kerja skala- ini adalah area di mana kesalahan instrumen tidak melampaui kelas akurasi yang ditentukan. Untuk skala miliammeter ditunjukkan pada Gambar. 1.3, a, area kerja adalah area dari 10 hingga 50 mA (juga merupakan rentang pengukuran dalam perangkat batas tunggal). Untuk skala voltmeter ditunjukkan pada gambar. 1.3 b, area kerja adalah area dari 3 hingga 10 V. Di area kerja, pabrikan instrumen menjamin kelas akurasi yang dinyatakan dari divisi skala digital pertama dari indikator analog.
Beras. 1.3. Timbangan instrumen analog dengan area kerja yang berbeda: miliammeter (a), dan voltmeter (b)
Kepekaan,S, instrumen dengan parameter terukur menunjukkan jumlah pembagian skala per satuan nilai terukur, yaitu adalah kebalikan dari harga pembagian:
(1.3).
Sensitivitas instrumen multirange ditentukan pada batas pengukuran terkecil.
Rentang frekuensi perangkat harus diketahui penggunaannya dengan benar dan untuk mendapatkan kesalahan pengukuran terkecil. rentang frekuensi- ini adalah pita frekuensi di mana kesalahan perangkat, yang diperoleh dengan mengubah frekuensi sinyal, tidak melebihi batas yang diizinkan. Bedakan antara perangkat untuk operasi di sirkuit DC dan AC dan universal (digunakan di sirkuit DC dan AC).
Untuk perangkat yang beroperasi di sirkuit DC, frekuensinya sama dengan peluru; untuk perangkat yang beroperasi di sirkuit AC dan perangkat universal, rentang frekuensi biasanya ditunjukkan pada skala indikator dan di paspor.
Hambatan internal perangkat (ammeter, voltmeter) biasanya ditunjukkan di paspor dan di panel depan (langsung atau tidak langsung). Ammeter memiliki resistansi rendah R A, untuk voltmeter - resistansi tinggi RB.
Daya yang dikonsumsi oleh perangkat ditentukan oleh rumus berikut:
untuk ammeter 
(1.4),
dan untuk voltmeter (1,5).
Semakin rendah konsumsi daya, semakin akurat pengukurannya.
Arus yang dikonsumsi oleh voltmeter dinyatakan dengan rumus:
Penurunan tegangan melintasi ammeter dengan rumus:
(1.7).
Posisi kerja perangkat dapat berbeda:
Horizontal (ditunjukkan dengan simbol atau skala);
Vertikal (ditunjukkan dengan simbol atau skala);
Miring (ditunjukkan pada skala dengan simbol yang menunjukkan sudut kemiringan).
Jika ada posisi kerja yang diperbolehkan, maka penunjukan tersebut tidak ada.
Interpretasi tanda dan simbol yang ditunjukkan pada panel depan perangkat diberikan pada Tabel 1.2.
Tab. 1.2. Simbol pada timbangan alat ukur listrik
| Nama | Simbol | Sandi surat |
| Perangkat magnetoelektrik bingkai bergerak | M | |
| Perangkat sistem elektromagnetik | e | |
| Perangkat sistem elektrodinamik | D | |
| Perangkat sistem ferrodinamik | D | |
| Perangkat elektrostatik | DENGAN | |
| Perangkat sistem penyearah dengan penyearah (perangkat penyearah) | DI DALAM | |
| Perangkat magnetoelektrik dengan konverter elektronik di sirkuit pengukur (perangkat elektronik) | - | |
| perangkat sistem termoelektrik | T | |
| Perangkat sistem getar | - | |
| Arus DC | - | |
| Arus AC (fase tunggal) | - | |
| Arus DC dan AC (perangkat universal) | - | |
| Bolak-balik tiga fase saat ini (sebutan umum) | - | |
| Gunakan instrumen dengan skala vertikal | - | |
| Gunakan instrumen dengan skala horizontal | - | |
| Miring (dengan sudut 60°) | - | |
| Kelas akurasi instrumen, misalnya 1.5 | - | |
| Tegangan uji, misalnya 2 kV | - | |
| Perangkat dilindungi dari pengaruh medan magnet eksternal (kategori perlindungan 1) | - | |
| Perangkat dilindungi dari pengaruh medan listrik eksternal (kategori perlindungan 1) | - | |
| Perhatian! Lihat petunjuk dalam petunjuk pengoperasian perangkat. | - |
Batas pengukuran parameter,Maks adalah nilai terbesar dari rentang pengukuran.
Rentang pengukuran parameter- ini adalah kisaran nilai dari nilai terukur, yang kesalahan AIP yang diizinkan dinormalisasi.
Metode pengukuran.
Bergantung pada metode pemrosesan data pengukuran eksperimental untuk mendapatkan hasil, jenis pengukuran berikut dibedakan - langsung, tidak langsung, gabungan, kumulatif, dan pengukuran kuantitas yang berkorelasi.
Pengukuran langsung- ini adalah pengukuran di mana nilai suatu besaran ditemukan langsung dari data eksperimen sebagai hasil pengukuran. Contoh pengukuran langsung adalah pengukuran sumber tegangan dengan voltmeter.
Pengukuran tidak langsung- ini adalah pengukuran di mana nilai kuantitas yang diinginkan ditemukan berdasarkan hubungan yang diketahui antara kuantitas ini dan kuantitas yang mengalami pengukuran langsung. Dalam pengukuran tidak langsung, nilai besaran yang diukur diperoleh dengan menyelesaikan persamaan y = F(x 1 ,x 2 ,x 3 ,...,x n), dengan x 1 ,x 2 ,x 3 ,..., x n adalah nilai besaran yang diperoleh sebagai hasil pengukuran langsung.
Contoh pengukuran tidak langsung - resistansi resistor ditemukan dari ekspresi, di mana hasil pengukuran langsung penurunan tegangan diganti AS dan arus yang mengalir melalui resistor SAYA.
Pengukuran bersama− pengukuran simultan dari nilai beberapa besaran yang berbeda untuk menentukan hubungan di antara mereka. Misalnya, diperlukan untuk menentukan karakteristik kalibrasi dari ketahanan termal.
Pengukuran kumulatif− pengukuran simultan beberapa nilai dari besaran yang sama, di mana nilai yang diinginkan ditemukan dengan menyelesaikan sistem persamaan yang disusun dari hasil pengukuran langsung dari berbagai kombinasi nilai besaran tersebut.
Pengukuran kuantitas berkorelasi− pengukuran nilai keluarga fungsi xk (t) Dan k(t), yang merupakan implementasi dari proses R x Dan RU untuk menjalin hubungan di antara mereka.
Kehadiran suatu hubungan dinyatakan dalam kenyataan bahwa pada titik waktu tertentu t0 ada parameter seperti itu di mana pelaksanaan proses R x Dan RU cocok bersama dengan cara terbaik.
Metode pengukuran dibedakan tergantung pada interaksinya dengan ukuran, klasifikasinya ditunjukkan pada gambar. 1.4.
Beras. 1.4. Klasifikasi metode pengukuran
Metode pengukuran- seperangkat metode untuk menggunakan prinsip dan cara pengukuran. Pengukuran dilakukan dengan salah satu dari dua metode: metode evaluasi langsung atau metode perbandingan dengan pengukuran.
Metode evaluasi langsung- metode di mana nilai kuantitas yang diinginkan ditentukan langsung dari alat pembaca alat pengukur. Contoh metode evaluasi langsung adalah pengukuran arus dengan ammeter.
Mengukur metode perbandingan- metode pengukuran di mana nilai yang diinginkan yang diukur dibandingkan dengan nilai yang homogen, ukuran yang dapat direproduksi. Metode perbandingan dengan ukuran memiliki sejumlah varietas:
metode diferensial,
metode nol,
metode substitusi,
Cocok.
Metode Nol adalah metode di mana perbedaan antara nilai terukur dan ukuran yang dapat direproduksi dikurangi menjadi 0.
Beras. 1.5. Diagram struktural metode nol,
Di mana TIDAK– indikator nol; Mantan– objek pengukuran; Kamu tentang- ukuran.
Polaritas itu penting: di sini perangkat dihidupkan secara berlawanan; kami memilih ukuran seperti itu, sinyal keluarannya sama dengan sinyal objek pengukuran (mis. saya tidak=0). Selisih antara nilai terukur dan nilai ukuran yang dapat direproduksi dalam proses pengukuran dikurangi menjadi nol, yang ditetapkan dengan menggunakan indikator nol. Hasil pengukuran sama dengan nilai pengukuran.
Metode memberikan akurasi yang tinggi jika pengukurannya sangat akurat dan NI sangat sensitif. Biasanya
Metode serupa mendasari pembangunan jembatan pengukur. Keuntungan dari metode ini adalah akurasi.
Pada metode diferensial, begitu juga dengan nol, nilai terukur didapat dengan mengukur selisih antara nilai yang diinginkan dan secara langsung atau tidak langsung dengan ukuran.
Gambar 1.6. Diagram blok metode diferensial.
Perbedaan antara nilai terukur dan nilai ukuran yang dapat direproduksi diukur menggunakan alat ukur - voltmeter (pada Gambar 1.6.). Hasilnya didefinisikan sebagai jumlah indikasi alat ukur dan nilai pengukuran yang dapat direproduksi 
. Untuk metode ini
metode substitusi- metode di mana nilai yang diukur diganti dengan ukuran yang direproduksi.
Gambar 1.7. Diagram blok metode substitusi,
Di mana Rx– objek pengukuran; R0- ukuran.
Tergantung posisi kuncinya KE Anda dapat menulis persamaan:
i x R x =u peliharaan, i o R o =u peliharaan.
Dimana i x R x = i o R o ,
Contoh penerapan metode substitusi dapat berupa pengukuran hambatan listrik yang relatif besar pada arus searah dengan mengukur arus yang mengalir melalui resistor yang dikontrol dan yang dicontoh secara bergantian. Catu daya rangkaian selama pengukuran harus dibuat dari sumber arus yang sama. Resistansi sumber arus dan perangkat yang mengukur arus harus sangat kecil dibandingkan dengan resistansi variabel dan contoh.
Metode pertandingan- ini adalah metode di mana nilai terukur ditentukan oleh sinyal periodik atau skala khusus. Sosok Lissajous adalah contoh klasik dari metode kebetulan.
Klasifikasi alat ukur.
Alat ukur listrik dibedakan oleh fitur-fitur berikut:
Berdasarkan sifat dari nilai yang diukur;
Berdasarkan sifat arusnya;
Menurut tingkat akurasi;
Menurut prinsip tindakan;
Menurut metode memperoleh bacaan;
Berdasarkan sifat aplikasinya.
Selain ciri-ciri tersebut, alat ukur listrik juga dapat dibedakan:
Metode pemasangan;
Menurut metode perlindungan dari medan magnet atau listrik eksternal;
Dengan daya tahan sehubungan dengan kelebihan beban;
Kesesuaian untuk digunakan pada berbagai suhu;
Dari segi dimensi keseluruhan dan fitur lainnya.
Untuk mengukur besaran listrik digunakan berbagai alat ukur listrik yaitu :
Saat ini - ammeter;
Tegangan - voltmeter;
Resistansi listrik - ohmmeter, jembatan resistansi;
Daya - pengukur watt;
Energi listrik - meteran;
Frekuensi AC - pengukur frekuensi;
Faktor daya - pengukur fase.
Menurut jenis arus, perangkat dibagi menjadi perangkat arus searah, perangkat arus bolak-balik, dan perangkat arus searah dan bolak-balik.
Menurut tingkat akurasinya, perangkat dibagi menjadi sembilan kelas: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 Dan 4 . Angka-angka menunjukkan nilai kesalahan yang dikurangi yang diijinkan dalam persen.
Menurut prinsip operasi, perangkat dibagi menjadi: magnetoelektrik; elektromagnetik; elektrodinamik (feromagnetik); induksi dan lain-lain.
Menurut metode memperoleh pembacaan, perangkat dapat dengan membaca langsung dan merekam sendiri.
Menurut sifat aplikasinya, perangkat dibagi menjadi stasioner, portabel, dan untuk instalasi seluler.
Topik 1.2. Indikator metrologi alat ukur.
Karakteristik umum alat ukur listrik adalah kesalahannya, variasi pembacaan, kepekaan terhadap nilai yang diukur, konsumsi daya, waktu penyelesaian dan keandalan.
Variasi pembacaan alat- ini adalah perbedaan terbesar dalam pembacaan instrumen untuk nilai yang sama dari kuantitas yang diukur. Ini ditentukan dengan pendekatan panah yang mulus ke tanda uji skala saat bergerak sekali dari awal, dan kedua kali dari tanda akhir skala. Variasi pembacaan mencirikan tingkat stabilitas pembacaan perangkat dalam kondisi yang sama untuk mengukur kuantitas yang sama. Ini kira-kira sama dengan dua kali kesalahan akibat gesekan, karena penyebab variasi terutama gesekan pada bantalan bagian yang bergerak.
Kepekaan alat ukur listrik ke nilai yang diukur X disebut turunan dari memindahkan pointer A nilai yang terukur X. Memindahkan penunjuk A, yang dinyatakan dalam divisi atau milimeter skala, untuk kelompok perangkat yang luas ditentukan, pertama-tama, oleh sudut deviasi bagian yang bergerak dari mekanisme pengukuran. Selain itu, tergantung pada jenis alat baca dan karakteristiknya (penunjuk atau indikator lampu, panjang skala, jumlah pembagian skala, dll.).
Sensitivitas mekanisme sebenarnya dari perangkat grup ini (terlepas dari perangkat membaca yang digunakan) sama dengan:
(1.9)
Ekspresi menentukan sensitivitas perangkat pada titik tertentu pada skala. Jika sensitivitasnya konstan, mis. tidak bergantung pada nilai yang diukur, maka dapat ditentukan dari ekspresi
Dalam hal ini, sensitivitas perangkat secara numerik sama dengan pergerakan penunjuk yang sesuai dengan satuan nilai yang diukur. Untuk perangkat dengan sensitivitas konstan, pergerakan penunjuk sebanding dengan nilai terukur, mis. skala instrumen seragam.
Sensitivitas perangkat memiliki dimensi yang bergantung pada sifat dari nilai yang diukur, oleh karena itu, ketika istilah "sensitivitas" digunakan, mereka mengatakan "sensitivitas perangkat terhadap arus", "sensitivitas perangkat terhadap tegangan", dll. Misalnya, sensitivitas voltase voltmeter adalah 10 div/V.
Kebalikan dari sensitivitas disebut harga divisi perangkat (konstan). Itu sama dengan jumlah unit dari nilai terukur per satu divisi skala:
Misalnya, jika S\u003d 10 div / V, lalu DENGAN-0,1 V/div
Ketika alat pengukur listrik dihubungkan ke sirkuit berenergi, instrumen mengkonsumsi daya dari sirkuit ini. Dalam kebanyakan kasus, daya ini kecil dalam hal penghematan energi. Tetapi saat mengukur di sirkuit berdaya rendah, sebagai akibat dari konsumsi daya oleh perangkat, mode operasi sirkuit dapat berubah, yang akan menyebabkan peningkatan kesalahan pengukuran. Oleh karena itu, konsumsi daya yang rendah dari rangkaian tempat pengukuran dilakukan merupakan keunggulan perangkat.
Daya yang dikonsumsi oleh perangkat, tergantung pada prinsip operasi, tujuan perangkat dan batas pengukuran, paling banyak berbagai arti dan untuk sebagian besar perangkat terletak pada kisaran 10 -12 hingga 15 watt.
Setelah alat ukur listrik dihubungkan ke sirkuit listrik, periode waktu tertentu berlalu (waktu penyelesaian) hingga pembacaan instrumen ditetapkan, saat pembacaan dapat dilakukan. Di bawah pengaturan waktu pembacaan, seseorang harus memahami periode waktu yang berlalu dari saat nilai terukur berubah hingga saat penunjuk mengambil posisi yang sesuai dengan nilai baru dari nilai terukur. Namun, jika kami mempertimbangkan bahwa beberapa kesalahan melekat pada semua perangkat, maka waktu yang diperlukan penunjuk untuk bergerak dalam kesalahan perangkat yang diizinkan tidak menarik.
Di bawah pengaturan waktu alat ukur listrik berarti periode waktu yang telah berlalu dari saat penyambungan atau perubahan nilai terukur hingga saat penyimpangan penunjuk dari nilai ajek tidak melebihi 1,5% dari panjang skala. Waktu penyelesaian indikasi untuk sebagian besar jenis instrumen penunjuk tidak melebihi 4 detik.
Instrumen digital dicirikan waktu pengukuran, yang dipahami sebagai waktu dari saat nilai terukur berubah atau awal siklus pengukuran hingga saat hasil baru diperoleh pada perangkat pembacaan dengan kesalahan yang dinormalisasi.
Di bawah keandalan alat ukur listrik memahami kemampuan mereka untuk mempertahankan karakteristik tertentu di bawah kondisi operasi tertentu untuk waktu tertentu. Jika nilai satu atau lebih karakteristik perangkat melampaui nilai batas yang ditentukan, maka dikatakan telah terjadi kegagalan. Ukuran keandalan kuantitatif adalah probabilitas minimum pengoperasian perangkat yang bebas kegagalan dalam periode waktu dan kondisi pengoperasian tertentu.
Probabilitas waktu aktif adalah probabilitas bahwa dalam waktu tertentu T operasi terus menerus, tidak ada kegagalan akan terjadi. Waktu aktif ditentukan dalam deskripsi perangkat. Nilai perkiraan indikator ini sering digunakan, ditentukan oleh rasio jumlah perangkat yang berlanjut setelah waktu tertentu T bekerja dengan sempurna, jumlah total perangkat yang diuji. Misalnya, untuk ammeter dan voltmeter tipe E8027, nilai minimum probabilitas operasi bebas kegagalan adalah 0,96 selama 2000 jam. dari jenis ini akan mempertahankan karakteristik yang ditentukan setelah 2000 jam operasi, setidaknya 0,96, dengan kata lain, dari 100 perangkat jenis ini setelah operasi selama 2000 jam, sebagai aturan, tidak lebih dari empat perangkat perlu diperbaiki,
Keandalan juga termasuk rata-rata waktu kegagalan instrumen, yang didefinisikan sebagai waktu rata-rata aritmatika dari operasi yang benar dari setiap perangkat.
Biasanya, ketika perangkat diproduksi secara massal, sebagian kecil dari perangkat tersebut dipilih untuk pengujian keandalan. Indikator reliabilitas yang ditentukan dari hasil pengujian tersebut ditetapkan untuk seluruh rangkaian instrumen.
Masa garansi adalah periode waktu di mana pabrikan menjamin pengoperasian produk yang benar, tunduk pada aturan pengoperasian perangkat. Misalnya, untuk pengukur mikro tipe M266M, pabrikan menjamin penggantian atau perbaikan perangkat secara gratis dalam waktu 36 bulan sejak tanggal pengiriman dari perusahaan, dan untuk pengukur frekuensi tipe E373, periode ini adalah 11 tahun.