Лекция №1 Общие сведения о метрологии и стандартизации 7 Лекция №2 Измерение напряжения и тока 42

жүктеу 25,47 Mb.

бет	12/83
Дата	10.04.2022
өлшемі	25,47 Mb.
	#38068
түрі	Лекция

1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 ... 83

МР Основы измерений Тул

Величина
Единица
Наименование		Размер ность	Наимено вание	Обозначение
Наименование		Размер ность	Наимено вание	Междуна родное	в РК
Основные	Длина	L	метр	m	м
	Масса	M	килограмм	kg	кг
	Время	T	секунда	s	с
	Сила электрического тока	I	ампер	A	А
	Термодинамическая	Ө	кельвин	K	К
	Количества вещества	N	моль	mol	моль
	Сила света	J	канделла	cd	кд
Плоский угол		1	радиан	rad	рад
Телесный угол		1	стерадиан	sr	ср
Частота		T^-1	герц	Hz	Гц
Сила		LMT^-2	ньютон	N	Н
Давление		L^-1 MT^-2	паскаль	Pa	Па
Энергия, работа, количество теплоты		L² MT^-2	джоуль	J	Дж
Мощность		L² MT^-3	ватт	W	Вт
Электрический заряд, количество электричества		TI	кулон	C	Кл
Электрическое напряжение, электрический потенциал, разность потенциалов, электродвижущая сила		L² MT^-3I^-1	вольт	V	В
Электрическая емкость		L^-2 M^-1T⁴I²	фарад	F	Ф
Электрическое сопротивление		L² MT^-3I^-2	ом		Ом
Электрическая проводимость		L^-2 M^-1T³I²	сименс	S	См
Поток магнитной индукции, магнитный поток		L² MT^-2I^-1	вебер	Wb	Вб
Плотность магнитного потока, магнитная индукция		MT^-2I^-1	тесла	T	Тл
Индуктивность, взаимная индукция		L² MT^-2I^-2	генри	H	Гн
Температура Цельсия		Ө	градус Цельсия	⁰С	⁰С
Световой поток		J	люмен	lm	лм
Освещенность		L^-2J	люкс	lx	лк
Активная радионуклеида		T^-1	беккерель	Bq	Бк
Поглощенная доза ионизируещего излучения, керма		L²T^-2	грей	Gy	Гр
Эквивалентная доза ионизируещего излучения		L²T^-2	зиверт	Sv	Зв
Активность катализатора		NT^-1	катал	kat	кат
Количество информации		-	бит	bit	бит
Количество информации		-	байт	B (byte)	Б (байт)

Наименования кратных и дольных единиц исходной единицы, возведенной в степень, образуют, присоединяя приставку к наименованию исходной единицы. Множители и приставки, используемые для образования наименований и обозначений десятичных кратных и дольных единиц представлены в таблице 1.2.

Кратная единица физической величины – единица, большая в целое число раз системной, например, килогерц – 10³Гц, мегаватт – 10⁶Вт.

Дольная единица физической величины – единица, меньшая в целое число раз системной, например, пикофарад – 10^-12Ф.
Таблица 1.2

Десятичный	Приставка	Обозначения приставки
Десятичный	Приставка	международное	в РК
10¹⁸	Экса	E	Э
10¹⁵	Пета	P	П
10¹²	Тера	T	Т
10⁹	Гига	G	Г
10⁶	Мега	M	М
10³	Кило	k	к
10²	Гекто	h	г
10¹	Дека	da	да
10^-1	Деци	d	д
10^-2	Санти	c	с
10^-3	Милли	m	м
10^-6	Микро		мк
10^-9	Нано	n	н
10^-12	Пико	p	п
10^-15	Фемто	f	ф
10^-18	Атто	a	а

Средства измерений. Погрешности и математическая обработка результатов измерений

Согласно основному стандарту метрологии ГСИ ГОСТ 16263-70 понятие «измерения» звучит следующим образом. «Измерением называется процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств». Получаемая при этом информация называется измерительной.

Информация, получаемая в результате измерения, может содержаться в объекте измерения в двух формах: пассивной и активной. Пассивная информация представляет собой совокупность сведений, характеризующий объект. К такой информации, например, относится информация о величине напряжения источника питания. Информация является активной, если она имеет форму энергетической характеристики какого-либо явления. Подобные энергетические явления называются сигналами. Их примерами являются энергетические и акустические сигналы, используемые для передачи информации.

Метрологическая суть измерения сводится к основному уравнению измерения (основному уравнению метрологии):

A=kA₀ , (1.1)
где А – значение измеряемой физической величины;

А₀ – значение величины, принятой за образец;

k – отношение измеряемой величины к образцу.

Любое измерение заключается в сравнении путем физического эксперимента данной величины с некоторым ее значением, принятой за единицу сравнения, с так называемой мерой. Такой подход выработан практикой измерений, исчисляемой сотнями лет. Еще великий математик Л.Эйлер утверждал: «Невозможно определить или измерить одну величину иначе как приняв в качестве известной другую величину этого же рода и указав соотношение, в котором они находятся».

Наиболее удобен вид основного уравнения метрологии, если выбранная за образец величина равна единице. При этом параметр k представляет собой числовое значение измеренной величины, зависящего от принятого метода измерения и единицы измерения.

Основными характеристиками измерений являются принцип, метод, точность, погрешность, правильность, достоверность и ряд других.

Принцип измерений – совокупность физических явлений, на которых основаны измерения, например измерение напряжения на основе электростатического взаимодействия заряженных проводников.

Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Например, вольтметры для измерения напряжения переменного тока высокой частоты могут содержать такую последовательность операций, основанных на различных принципах: нелинейное преобразование постоянного электрического тока, преобразование постоянного электрического тока во вращающий момент электромагнитного измерительного механизма. Каждая операция осуществляется с помощью отдельных средств измерений.

Понятие «метод измерений», следует отличать от понятия «методика измерений», которое представляет собой общий или поэтапный план проведения измерений, т.е. намеченного распорядка измерений, определяющего состав применяемых приборов, последовательность и правила проведения операций.

Точность измерений – понятие , отражающее меру близости результатов измерений к истинному значению измеряемой физической величины. Термин «точность измерений», т.е. степень приближения результатов измерений к некоторому действительному значению, не имеет строгого определения и используется для качественного сравнения измерительных операций. Точность и погрешность связаны обратной зависимостью.

Правильность измерений – это метрологическая характеристика, отражающая близость к нулю систематических погрешностей результатов измерений.

Достоверность измерений определяется степенью доверия к результату измерения и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных пределах, или в указанном интервале. Данный интервал в теории измерений называют доверительным, и между его границами с заданной доверительной вероятностью находится истинное значение x_и оцениваемого параметра.
P_д(x_н_и_в) = 1-q , (1.2)
где q – уровень значимости критерия ошибки;

x_ни x_в – нижняя и верхняя границы доверительного интервала.
Вследствие того, что измерения весьма разнообразны классификация измерений различна. Это объясняется множеством измеряемых величин, различным характером их изменения во времени, различными требования к точности измерений и т.д. Обобщенная классификация измерений представлена на рисунке 1.1.

Наибольшее распространение получила классификация по общим приемам получения результатов измерений. Согласно этому признаку, измерения делятся на прямые, косвенные, совместные и совокупные.

Прямым называется измерение, когда искомое значение физической величины находится непосредственно из опытных данных. Например, измерение напряжения вольтметром. Измерения, при котором искомое значение физической величины вычисляют по формуле, называется косвенным измерением. Косвенные измерения также характерны для электрорадиоизмерений. Например, определение мощности рассеяния резистора по измеренным значениям тока и напряжения или резонансной частоты контура по результатам прямых измерений емкости и индуктивности тока.

Рисунок 1.1 – Классификация видов измерений
При совокупных измерениях одновременно измеряют несколько одноименных величин, а их искомые значения находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин. Например, измерения, при которых размеры емкостей набора конденсаторов находят по известному значению емкости одного конденсатора и по результатам прямых сравнений размеров емкостей различных сочетаний конденсаторов.

Совместные измерения состоят в одновременном измерении двух или нескольких величин для нахождения зависимости между ними. Примером совместных измерений может служить определение зависимости сопротивления проводника от температуры.

По точности измерения делятся на три основные группы:

прецизионные (измерения максимально возможной точности). Это измерения, связанные с созданием и эксплуатацией эталонов, а также измерения, проводимые при научных исследованиях; для таких измерений необходима тщательная оценка погрешностей и анализ их источников.

лабораторные измерения (или контрольно-поверочные). К таким измерениям относятся метрологическая аттестация средств измерений, лабораторный анализ, экспертные измерения; погрешность таких измерений не должна превышать некоторого определенного уровня.

технические измерения. При таких измерениях погрешность оценивают по метрологическим характеристикам средств измерений с учетом применяемого метода измерений.

Современные методы измерения принято делить на метод непосредственной оценки и метод сравнения.
При методе непосредственной оценки численное значение измеряемой величины определяют непосредственно по показанию измерительного прибора. Быстрота процесса измерения данным методом делает его часто незаменимым для практического использования, хотя точность измерения ограничена, т.к. зависит от точности используемого измерительного прибора.

При методе сравнения измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение уровня напряжения постоянного тока путем сравнения с ЭДС нормального (эталонного) элемента. Приборы, реализующие измерения на основе метода сравнения, называют измерительными приборами сравнения. В отличие от приборов непосредственной оценки, более удобных для получения оперативной информации, приборы сравнения обеспечивают большую точность измерения.

Различают следующие разновидности метода сравнения:

нулевой метод, при котором действие измеряемой величины полностью уравновешивается образцовой. Данный метод обеспечивает наибольшую точность измерения. Его разновидностями являются компенсационный метод (действие измеряемой величины компенсируется/уравновешивается образцовой) и мостовой метод (когда достигают нулевого значения тока в измерительной диагонали моста, в которую включают нуль-индикатор);

дифференциальный метод, когда измеряется разница между измеряемой величиной и близкой ей по значению известной эталонной (например, измерение электрического сопротивления методом неуравновешенного моста). Этот метод используется, когда практическое значение имеет отклонение измеряемой величины от некоторого номинального значения (уход частоты, отклонение напряжения и т.д.);

метод замещения, при котором действие измеряемой величины замещается (например, с помощью последовательно проводимых во времени действий) образцовой.

По характеру изменения измеряемой величины во времени различают статический и динамический режимы измерений.

жүктеу 25,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 ... 83