Основные термины и определения.

 

Метрология — это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

К основным проблемам метрологии относится: общая теория измерений; единицы физических величин и их системы; методы определения точности измерений; обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений; эталоны и образцовые средства измерений; методы передачи размеров единиц от эталонов до рабочих средств измерений.

Раздел метрологии, включающий комплексы общих правил, требований и норм, нуждающихся в государственной регламентации и контроле, называется законодательной метрологией. Одним из важных направлений законодательной метрологии, в частности, является разработка государственных и отраслевых стандартов, регламентирующих основные виды деятельности и операции, связанные с измерениями, в целях обеспечения их единства.

Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Основные элементы процесса измерения: объект измерения, измеряемая величина, средство измерений, принцип измерений, метод измерений, условия измерений, результат измерения, погрешность измерения, человек-оператор, выполняющий измерения (субъект измерения).

Объект измерения — это сложное, многогранное явление или процесс (например, электрические колебания на выходе автогенератора), характеризующийся множеством отдельных физических параметров. Интересующий нас и подлежащий измерению один из этих параметров называется измеряемой физической величиной (например, частота колебаний автогенератора).

Средство измерений— это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства (например, частотомер).

Принцип измерений — это совокупность физических явлений, на которых основаны измерения (например, резонансный принцип измерения частоты).

Метод измерений представляет собой совокупность приемов использования принципов и средств измерений (например, метод сравнения измеряемой частоты с известной частотой).

Методика измерений в отличие от метода включает в себя детально разработанный порядок процесса измерений с использованием конкретных методов и средств измерений.

В общем случае на средство измерений кроме измеряемой физической величины влияют и другие параметры объекта измерения и окружающей среды (например, амплитуда колебаний при измерении частоты, окружающая температура и влажность, вибрации, внешние электромагнитные поля и т. п.). Совокупность этих побочных влияющих физических величин характеризует условия измерения. Влияние этих величин на средство измерений должно быть изучено, учтено или исключено.

Значение физической величины, найденное путем ее измерения, называется результатом измерения. Результат измерения может быть получен в результате одного наблюдения или при обработке результатов нескольких наблюдений. При этом под наблюдением понимают экспериментальную операцию при которой получают одно числовое значение величины.

Как бы тщательно не проводилось измерение, его результат будет содержать некоторую неточность, которая характеризуется погрешностью. Погрешность измерения — это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. При этом под истинным значением понимают такое значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта.

Таким образом, в метрологии приняты два важных постулата: о существовании истинного значения и о неизбежности погрешностей.

Поскольку определение истинного значения недостижимо, при оценке погрешностей вместо него используют действительное значение измеряемой физической величины — значение, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Широко применяемый термин точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению. Большей точности соответствует меньшая погрешность измерения. Кроме этого, качество измерений характеризуется следующими понятиями: правильность измерений — отражает близость к нулю систематической погрешности; сходимость измерений — отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях; воспроизводимость измерений — отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях ( в разное время, в разных местах, разными методами или средствами).

В измерительном процессе человек-оператор (субъект измерения) с его психофизическими свойствами должен рассматриваться с учетом его субъективного восприятия и преобразования измерительной информации.