Техническая основа обеспечивает единообразие СИ в узаконенных единицах.
Основные классификационные признаки СИ.
Тип - совокупность СИ, имеющих одинаковую принципиальную схему, конструкцию и изготовленных по одним и тем же ТУ.
Вид- совокупность типов СИ, предназначенных для измерений какой-либо одной физической величины.
По принципам действия и конструктивным особенностям средства измерений подразделяются на несколько типов:
Меры - СИ для воспроизводства физической величины заданного размера (например, плоскопараллельная концевая мера длины ПКМД и др.). К мерам относятся также стандартные образцы и образцовые вещества.
Измерительный прибор - СИ, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдением.
Приборы по способу отсчета значений измеряемых величин, подразделяются на показывающие, регистрирующие и цифровые измерительные приборы (ЦИП).
Измерительный преобразователь- СИ для выработки сигнала измерительной информации, для передачи, преобразования или хранения и применяются только совместно с другими СИ: ЦАП - цифро-аналоговыми преобразователями, АЦП - аналого-цифровыми преобразователями.
Измерительная система - совокупность СИ и вспомогательных устройств, соединенных каналами связи для выработки сигналов удобной для автоматической обработки, передачи, использования в АСУ.
Физические единицы измерения- основа технических измерений.
Объекты измерений могут иметь постоянную или изменяющуюся (динамика) величину.
Измерение - это процесс изменения физической величины во времени. Например, инерционные свойства средства измерений при изменении физической величины приводят к искажению выходного сигнала X(t)по сравнению со входным Q(t).
Известен принцип инверсии - любая деталь от момента ее изготовления до момента эксплуатации проходит несколько состояний (инверсий) и не исключено «скольжение» характеристик (см.рисунок).
Результат измерений описывается общей зависимостью:
Dдейств.= Dистин.± D
где: Dдейств. - результат измерения, случайная величина;
Dистин.- истинное значение;
D - погрешность измерений.
Любое измерение предполагает сравнение неизвестного размера с известным и выражение первого через второй в кратном или дольном выражении.
Особенностью современного этапа развития техники измерений является внедрение методов косвенных измерений, основанных на физических явлениях и закономерностях, позволяющих обеспечить высокую разрешающую способность и точность, большие диапазоны измерений. К таким методам относятся измерения с применением лазеров, ультразвука, автономно-молекулярных явлений, фазовых переходов и др.
Методика выполнения измерений должна описываться как совокупность методов, технических средств, правил подготовки и проведения измерений и представления их результатов.
Измерения,выполненные с помощью технических средств, принято называть инструментальными.
Различаются инструментальные автоматические и автоматизированные (возможно участие человека) измерения.
Измерения,в основе которых заложено использование чувств человека называют органолептическими (используют зрение, осязание, слух, обоняние, вкус).
Измерения (исследования),основанные на интуиции человека названы эвристическими. В некоторых специальных областях используются (учитываются) ощущения, впечатления и др.
Получение отсчета (или принятие решения по имеющимся данным) - это основная измерительная процедура. Например, при высокочастотных измерениях учитывается ряд влияющих факторов:
- объект измерения;
- субъект измерения (экспериментатора или эксперта);
- способ измерения;
- средств измерения;
- условия измерения.
Одной из задач Государственной системы измерений (ГСИ) является уменьшение составляющих суммарной погрешности измерения.
Экспериментатор (субъект) или эксперт должны быть хорошо подготовлены: иметь высокую квалификацию, приемлемое психофизическое состояние при соблюдении эргометрических требований, режима труда, санитарно-гигиенических условий и т.д.
Способ измеренияподбирается применительно к размерам объекта измерения (например, длинный или короткий вал, легкий или тяжелый), возможности получения отсчета в стационарных условиях, достаточной доступности к поверхности изделия и т.д.
Средства измеренияподбираются, прежде всего, по наиболее возможной погрешности показаний прибора, по классу точности, подтвержденному по всем показателям данного прибора.
В принципе, погрешность средств измерений рассматривается как случайная величина на множестве СИ данного типа.
Условия измерений должны обеспечивать постоянство состояния внешней среды и соответствовать требуемым параметрам температуры, давления, характеристик гравитации и др.