🗊Презентация Метрология стандартизация и сертификация

Метрология стандартизация и сертификация Пикула Н.П.

Метрология – наука об измерениях

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: физическая величина (ФВ); единица ФВ; измерение ФВ; средство измерений; метод измерений; погрешность измерений; условия измерений.

Основные термины и определения понятий в области метрологии приведены в документе Основные термины и определения понятий в области метрологии приведены в документе Рекомендации РМГ 29-99 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения». РМГ 29-99 введен в действие с 01.01.2001 

Средства измерений, основные понятия и классификация. Метрологические характеристики средств измерений

Средство измерений (СИ)       - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

тип средства измерений - совокупность средств измерений одного и того же назначения, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической документации.            Примечание - Средства измерений одного типа могут иметь различные модификации (например, отличаться по диапазону измерений)

вид средства измерений - совокупность средств измерений, предназначенных для измерений данной физической величины.            Примечание - Вид средств измерений может включать несколько их типов.              Пример - Амперметры и вольтметры (вообще) являются видами средств измерений, соответственно, силы электрического тока и напряжения

По метрологическому назначению («метрологической соподчинённости»), По метрологическому назначению («метрологической соподчинённости»), по роли в системе обеспечения единства измерений СИ подразделяются на 2 группы: - рабочие и - метрологические - эталоны (государственные и рабочие)

рабочее СИ - средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений По условиям применения могут быть: - лабораторными; - производственными; - полевыми.

эталон единицы ФВ     - Средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

По уровню автоматизации СИ подразделяются на 3 группы: - неавтоматические; - автоматизированные; - автоматические

автоматическое СИ - Средство измерений, производящее без непосредственного участия человека измерения и все операции, связанные с обработкой результатов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработкой управляющего сигнала.

автоматизированное СИ - Средство измерений, производящее в автоматическом режиме одну или часть измерительных операций. Примеры:       1 Барограф (измерение и регистрация результатов).            2 Электрический счетчик электроэнергии (измерение и регистрация данных нарастающим итогом)

По уровню стандартизации СИ подразделяются на : - стандартизованные - нестандартизованные (уникальные)

стандартизованное СИ - средство измерений, изготовленное и применяемое в соответствии с требованиями государственного или отраслевого стандарта.      Серийно выпускаются промышленными предприятиями, в обязательном порядке подвергаются государственным испытаниям и заносятся в Госреестр.

нестандартизованное СИ (НСИ) - средство измерений, стандартизация требований к которому признана нецелесообразной. Разрабатываются специализированными научно-исследовательскими организациями. Предназначены для решения специальной измерительной задачи. Выпускаются единичными экземплярами. Не проходят государственных испытаний, их характеристики определяются при метрологической аттестации

По отношению к измеряемой ФВ СИ делятся на : - основные - вспомогательные

основное СИ - средство измерений той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей Примеры:       1 Амперметр (измерение и регистрация значения силы тока).            2 Манометр (измерение и регистрация значения давления)   

вспомогательное СИ - средство измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности. Пример - Термометр для измерения температуры газа в процессе измерений объемного расхода этого газа  

По роли в процессе измерения и выполняемым функциям (основная классификация)

мера ФВ (элементарное СИ) - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью Примеры:      - гири, концевые меры длины, нормальные элементы (меры ЭДС) и др.

стандартный образец (СО) - Образец вещества (материала) с установленными в результате метрологической аттестации значениями одной или более величин, характеризующими свойство или состав этого вещества (материала).            Примечания            1 Различают стандартные образцы свойства и стандартные образцы состава.            2 Стандартные образцы свойств веществ и материалов по метрологическому назначению выполняют роль однозначных мер. Они могут применяться в качестве рабочих эталонов (с присвоением разряда по государственной поверочной схеме).

номинальное значение меры - значение величины, приписанное мере или партии мер при изготовлении.       Пример - Резисторы с номинальным значением 1 Ом, гиря с номинальным значением 1 кг. Нередко номинальное значение указывают на мере.

действительное значение меры - значение величины, приписанное мере на основании ее калибровки или поверки.            Пример - В состав государственного эталона единицы массы входит платиноиридиевая гиря с номинальным значением массы 1 кг, тогда как действительное значение ее массы составляет 1,000000087 кг, полученное в результате международных сличений с международным эталоном килограмма, хранящимся в Международном Бюро Мер и Весов (МБМВ) (в данном случае это калибровка)

средство сравнения (элементарное СИ)      - Техническое средство или специально создаваемая среда, посредством которых возможно выполнять сравнения друг с другом мер однородных величин или показания измерительных приборов.            Примечание - Иногда техническое средство снабжается средством измерений, обеспечивающим функцию сравнения, которое носит название устройство сравнения (компаратор)

средство сравнения (продолжение) Примеры            1 Рычажные весы, на одну чашку которых устанавливается эталонная гиря, а на другую поверяемая, - есть средство для их сравнения.            2 Градуировочная жидкость для сравнения показаний эталонного и рабочего ареометров служит необходимой средой для градуирования рабочих ареометров.            3 Температурное поле, создаваемое термостатом для сравнения показаний термометров, является необходимой средой.            4 Давление среды, создаваемое компрессором, может быть измерено поверяемым и эталонным манометрами одновременно. На основании показаний эталонного прибора градуируется поверяемый прибор

компаратор - Средство сравнения, предназначенное для сличения мер однородных величин.            Примеры:            1 Рыжачные весы.            2 Компаратор для сличения нормальных элементов

измерительный преобразователь (элементарное СИ) - Техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи - По виду входных и выходных величин различают: аналоговые, цифро-аналоговые, аналого-цифровые преобразователи. - По характеру преобразования входной величины делятся на: линейные и нелинейные - По месту в измерительной цепи различают: первичные и промежуточные (вторичные) преобразователи. - Выделяют также масштабные и передающие преобразователи.

первичный измерительный преобразователь (ПИП)       - Измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина, т.е. первый преобразователь в измерительной цепи измерительного прибора (установки, системы).            Примечание - В одном средстве измерений может быть несколько первичных преобразователей.            Примеры:            1 Термопара в цепи термоэлектрического термометра.            2 Ряд первичных преобразователей измерительной контролирующей системы, расположенных в разных точках контролируемой среды

датчик     -  Конструктивно обособленный первичный преобразователь, от которого поступают измерительные сигналы (он "дает" информацию).         Примечания:            1 Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерений, принимающего его сигналы.            2 В области измерений ионизирующих излучений применяют термин детектор.                  Пример - Датчики запущенного метеорологического радиозонда передают измерительную информацию о температуре, давлении, влажности и других параметрах атмосферы

измерительный прибор (комплексное СИ) - Средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.            Примечания            - По способу индикации значений измеряемой величины разделяют на показывающие и регистрирующие.            - По действию разделяют на интегрирующие и суммирующие. - Различают также приборы прямого действия и приборы сравнения, аналоговые и цифровые приборы, самопишущие и печатающие приборы

измерительный прибор (продолжение) Обобщенная структурная схема измерительного прибора

отсчетное устройство СИ - элемент средства измерений, преобразующий измерительный сигнал в форму, доступную для восприятия органами чувств человека.

регистрирующее устройство СИ - совокупность элементов средства измерений, которые регистрируют значение измеряемой или связанной с ней величины

шкала СИ - часть показывающего устройства средства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ними нумерацией.            Примечание - Отметки на шкалах могут быть нанесены равномерно или неравномерно. В связи с этим шкалы называют равномерными или неравномерными.

отметка шкалы - знак на шкале средства измерений (черточка, зубец, точка и др.), соответствующий некоторому значению физической величины

деление шкалы - промежуток между двумя соседними отметками шкалы средства измерений

цена деления шкалы - разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерений

длина шкалы - длина линии, проходящей через центры всех самых коротких отметок шкалы средства измерений и ограниченной начальной и конечной отметками.            Примечания:            1 Линия может быть реальной или воображаемой, кривой или прямой.            2 Длина шкалы выражается в единицах длины независимо от единиц, указанных на шкале

начальное значение шкалы -      наименьшее значение измеряемой величины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений.            

указатель средства измерений - часть показывающего устройства, положение которой относительно отметок шкалы определяет показания средства измерений (измерительного прибора).            Примеры:            1 У барометра-анероида указателем является подвижная стрелка.            2 У ртутного термометра - поверхность столбика жидкости

показание средства измерений - значение величины или число на показывающем устройстве средства измерений

диапазон показаний СИ -      область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы            

смещение нуля - показание средства измерений, отличное от нуля, при входном сигнале, равном нулю.            Примечание - Различают смещение механического нуля, наблюдаемое как отклонение указателя от нуля шкалы приборов с механическими указателями, и смещение электрического нуля, наблюдаемое как существование выходного сигнала при нулевом входном сигнале приборов            

измерительная установка (комплексное СИ) - Совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте.           Примечания - Измерительную установку, применяемую для поверки, называют поверочной установкой. Измерительную установку, входящую в состав эталона, называют эталонной установкой.                 Примеры:            1 Установка для измерений удельного сопротивления электротехнических материалов.        2 Установка для испытаний магнитных материалов

измерительная машина (ИМ)       - Измерительная установка крупных размеров, предназначенная для точных измерений физических величин, характеризующих изделие.            Примеры            1 Силоизмерительная машина.            2 Машина для измерения больших длин в промышленном производстве.            3 Делительная машина.            4 Координатно-измерительная машина

измерительная система (ИС) (комплексное СИ) Совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях.

измерительная система (ИС) (продолжение) Примечания:            1 В зависимости от назначения измерительные системы разделяют на измерительные информационные, измерительные контролирующие, измерительные управляющие системы и др.            2 Измерительную систему, перестраиваемую в зависимости от изменения измерительной задачи, называют гибкой измерительной системой (ГИС).        3 В зависимости от числа измерительных каналов системы подразделяются на одно-, двух-, трёх- и многоканальные Примеры:            1 Измерительная система теплоэлектростанции, позволяющая получать измерительную информацию о ряде физических величин в разных энергоблоках. Она может содержать сотни измерительных каналов.            2 Радионавигационная система для определения местоположения различных объектов, состоящая из ряда измерительно-вычислительных комплексов, разнесенных в пространстве на значительное расстояние друг от друга

измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) (комплексное СИ) Функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи

измерительные принадлежности -  вспомогательные средства, служащие для обеспечения необходимых условий для выполнения измерений с требуемой точностью.             Примеры:            1 Термостат.            2 Барокамера.            3 Специальные противовибрационные фундаменты.            4 Устройства, экранирующие влияние электромагнитных полей.            5 Тренога для установки прибора по уровню

узаконенное СИ - средство измерений, признанное годным и допущенное для применения уполномоченным на то органом.            Примеры:            1 Государственные эталоны страны становятся таковыми в результате утверждения первичных эталонов национальным органом по стандартизации и метрологии.            2 Рабочие средства измерений, предназначенные для серийного выпуска, узакониваются путем утверждения типа

средства поверки - эталоны, поверочные установки и другие средства измерений, применяемые при поверке в соответствии с установленными правилами.            Примечание - Применительно к одному средству термин может применяться в единственном числе - средство поверки

метрологическая характеристика СИ (МХ СИ) - характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность.            Примечания            1 Для каждого типа средств измерений устанавливают свои метрологические характеристики.            2 МХ, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называют нормируемыми МХ, а определяемые экспериментально – действительными МХ

чувствительность СИ - свойство средства измерений, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины.            Примечание - Различают абсолютную и относительную чувствительность (см. формулы вычисления)

порог чувствительности СИ    - характеристика средства измерений в виде наименьшего значения изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным средством.            Примечания            1 Если самое незначительное изменение массы, которое вызывает перемещение стрелки весов, составляет 10 мг, то порог чувствительности весов равен 10 мг.            2 На практике применяются также термины: реагирование и порог реагирования, подвижность средства измерений и порог подвижности, срабатывание и порог срабатывания. Иногда применяют термин пороговая чувствительность. Это свидетельствует о том, что терминология для выражения понятий, связанных со свойствами средства измерений реагировать на малые изменения измеряемых величин, еще не устоялась. В целях упорядочения терминологии эти термины следует рассматривать как синонимы и не применять их

разрешение СИ - характеристика средства измерений, выражаемая наименьшим интервалом времени между отдельными импульсами или наименьшим расстоянием между объектами, которые фиксируются прибором раздельно.            Примечание - Исходя из указанного определения различают временное разрешение и пространственное разрешение

градуировочная характеристика СИ  - зависимость между значениями величин на входе и выходе средства измерений, полученная экспериментально.            Примечание - Градуированная характеристика может быть выражена в виде формулы, графика или таблицы

зона нечувствительности СИ      - диапазон значений измеряемой величины, в пределах которого ее изменения не вызывают выходного сигнала средства измерений.       Примечание - Иногда зону называют мертвой. Она наблюдается вблизи некоторых радионавигационных систем или измерительных установок. Например, зона нечувствительности у судовой радиолокационной установки, зависящая от размеров судна и высоты антенны радиолокационной установки над судовыми надстройками

метрологическая исправность СИ  - состояние средства измерений, при котором все нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям

метрологический отказ СИ     - выход метрологической характеристики средства измерений за установленные пределы.            Пример - Если погрешность средства измерений класса точности 0,01 стала превышать 0,01%, то это значит, что произошел метрологический отказ и средство измерений уже не соответствует установленному ранее классу точности. Если не установлены технические неполадки, то средству измерений может быть присвоен другой, более низкий класс точности.

Нормативная база МИ 2439-97 ГСИ. Метрологические характеристики измерительных систем. Номенклатура. Принципы регламентации, определения и контроля; ГОСТ 8.009-84 ГСИ. Нормирование и использование метрологических характеристик средств измерений; ГОСТ 8.401-80 ГСИ. Классы точности средств измерений