Лекция №0 [03.09.2012] Метрология
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Метрология бывает:
· Теоретическая (фундаментальная) метрология, предметом которой является разработка фундаментальных основ метрологии, как общая теория измерений, теория погрешностей, теория единиц физической величины, теория шкал и поверочных схем.
· Законодательная – представляет совокупность обязательных для применения метрологических правил и норм по обеспечению единства измерений, которые функционируют в ранге правовых положений, и находятся под контролем государства.
· Практическая (прикладная) – решает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательств, в частности – вопросы поверки и калибровки средств измерения.
Измерений – совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего единицу величины с её единицей и получить искомое значение величины. Под техническим средством понимаются меры, либо измерительные приборы.
Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов и индивидуальное в количественном отношении для каждого из них.
Предмет метрологии – измерение физических величин.
Объект метрологии – физические величины.
Проблемы метрологии:
· Развитие общей теории измерений.
· Установление единиц физических величин и их системы.
· Разработка методов и средств измерения, а также методов определения точности измерения.
· Обеспечение единства измерений.
· Единообразие средств и требуемой точности измерения.
· Установление эталонов и образцовых средств измерения.
· Разработка методов передачи единиц измерения от эталонов к рабочим средствам измерения.
Функции метрологии:
· Учет продукции народного хозяйства, исчисляющейся по массе, длине, объему, расходу, мощности, энергии.
· Измерения, проводимые для контроля и регулирования технологических процессов (особенно – в автоматизированных производствах), и для обеспечения нормального функционирования транспорта и связи.
· Измерение физических величин, технических параметров, состав и свойства веществ, производимые при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции в различных отраслях народного хозяйства.
Субъекты метрологии:
· Государственная метрологическая служба.
· Метрологические службы федеральных органов исполнительной власти и юридических служб.
· Международные метрологические организации.
Государственная метрологическая служба находится в ведении Госстандарта и включает:
· Государственный научный метрологический центр.
· Органы Государственной Метрологической Службы субъектов Российской Федерации.
Единица физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице и применимая для количественного выражения однородных физических величин. Единица физической величины – величина того же рода, что и сама физическая величина.
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы заданной точности.
Лекция №1 [10.09.2012]
Значение физической величины – выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц, (пример: при массе тела 10 кг значения величины будут соответствовать 10 кг [10 единиц массы килограммов]).
Размер физической величины – количественная определенность, присущая конкретному материальному объекту \ явлению \ процессу.
Метрологическая служба– совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений (сеть организаций, отдельных подразделений, на которые возложена ответственность за обеспечение единства измерений).
Качественная характеристика измеряемых величин производится с помощью их размерности, обозначаемой dim. Размерность основных физических величин – длины, массы. Времени обозначается соответствующими заглавными буквами: dim l – L, dim m – M, dim t – T.
При определении размерности производных величин руководствуются следующими правилами:
1) размерности левой и правой частей уравнения должны совпадать , так как сравниваться между собой могут только одинаковые свойства. Если размерность правой и левой части уравнения не совпадают то в формуле, в какой бы области знаний она не лежала, следует искать ошибку. Объединяя левую и правую части уравнения следует помнить, что алгебраически суммироваться только величины имеющие одинаковые размерности.
2) алгебра размерностей мультипликативна, то есть состоит из одного единственного действия – умножения.
Пример:
Если Q = ABC то dim (ABC) = dim A * dim B * dim С Q – значение физической величины.
Если Q = A/B тоdim Q = dim A / dim B илиQ = dim A * dim B-1
ЕслиQ = An то dim n A
Если скорость определяется как v = l/t то dim (v) = dim (l) / dim (t) = L / T = L * T-1
Если сила по второму закону ньютона равна F = ma, где a = v / t, то dim (F) = dim (m) * dim (a) =
= (M * L) / T = M * L * T-1
Размерность – это выражение отражающее связь данной величины с основными величинами системы, в котором коэффициент пропорциональности принят равным единице. Выражение представляется в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях.