Слайд 2
Тема 1. Введение. Структура дисциплины
Метрология – область знаний и вид
деятельности, связанные с измерениями.
Стандартизация – деятельность по установлению правил и
характеристик в целях их многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение её конкурентоспособности.
Подтверждение соответствия - документальное удостоверение соответствия продукции или иных объектов, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров.
Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации.
Слайд 4Цель метрологии
Это выяснение соотношений между единицами и их выражение
в современных единицах, а также изучение происхождения названий единиц.
Метрология
необходима при изучении истории экономики и права, материальной культуры и контактов между народами, т.к. развитие систем единиц обусловлено ростом производительных сил и сопутствует расширению международных связей
Слайд 5Задачи метрологии
1) Создание общей теории измерений
2) Установление единиц физических величин
3)
Разработка методов и средств измерений
4) Создание эталонов, поверка мер и
средств измерений
Слайд 6Разделы метрологии
Теоретическая метрология – изучение проблем измерения в целом и
их элементов (средств измерений, их единиц, методов измерений, результатов погрешностей
и др.);
Законодательная метрология – совокупность обязательных технических и юридических требований, правил и норм для обеспечения единства измерений;
Практическая метрология – практическое применение разработок теоретической и положений законодательной метрологии
Слайд 7Нормативные документы в сфере метрологии
федеральный закон «Об обеспечении единства измерений»;
федеральный
закон «О техническом регулировании»;
закон РФ «О защите прав потребителей»;
федеральные законы отраслевого характера;
Слайд 8
Тема 2. Структурные элементы метрологии
Объекты метрологии – единицы величин (физических
величин), средства измерений, эталоны единиц величин, стандартные образцы, методики выполнения
измерений.
Функции метрологии -
Субъекты метрологии –
Слайд 9Функции метрологии
Учёт продукции народного хозяйства в единицах массы, длины, объёма,
энергии;
Измерения физических величин, состава, свойств веществ в научных исследованиях, испытаниях
и контроле качества продукции;
Измерения в целях контроля и регулирования технологических процессов
Слайд 10Основные понятия
Измерение физической величины – совокупность операций по применению технических
средств, хранящих единицу физической величины, которая обеспечивает нахождение соотношения (в
явном и неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения данной величины. (Для определения объема 1 л молока выливаем его в сосуд = 1л.)
Погрешность измерения – разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины.
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в РФ единицах величин, а показатели точности не выходят за установленные границы.
Метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.
Слайд 11Объекты метрологии
Средство измерения (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений,
имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее (хранящее) единицу величины (часы, термометр,
…).
Единица величины – фиксированное значение величины, которое принято за единицу данной величины (1 кг, 1 м, 1 л).
Эталон единицы величины – техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.
Слайд 12Величина – свойство чего-либо, что может быть выделено среди других
свойств и оценено тем или иным способом, в том числе
и количественно.
Величины подразделяют на два вида:
идеальные;
реальные.
Идеальные величины – являются обобщением (моделью) конкретных реальных понятий.
Реальные величины подразделяют на две группы:
нефизические;
физические.
Слайд 13
КЛАССИФИКАЦИЯ СИ по точности измерений:
эталоны;
образцовые СИ;
рабочие СИ.
Слайд 14Государственный первичный эталон
Эталоны копии
Эталоны сравнения
вторичные эталоны
Рабочие эталоны
Образцовые средства измерений
Рабочие средства
измерений
Слайд 15Эталоны-
Образцовые средства-
Рабочие средства измерений применяют для определения параметров (характеристик) технических
устройств, технологических процессов, окружающей среды и др.
Слайд 16
Классификация видов средств измерений по сложности
Слайд 17Средства измерений
Меры
Измерительные приборы:
-приборы прямого действия
-приборы сравнения
3. Измерительные преобразователи
4. Измерительные системы
5. Измерительно-вычислительные
комплексы
Слайд 18Мера
Меры предназначены для воспроизведения физической величины заданного размера. Различают однозначные
и многозначные меры, а также наборы мер.
Пример: гири, кварцевые генераторы
и т. п.
Слайд 19 Измерительный прибор
Измерительные приборы относятся к средствам измерений, предназначенным для
получения измерительной информации о величине, подлежащей измерению, в форме, удобной
для восприятия наблюдателем.
Они подразделяются на приборы прямого действия и приборы сравнения, также на аналоговые и цифровые.
Слайд 20
Измерительный прибор
средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической
величины в установленном диапазоне.
Слайд 21Приборы прямого действия
Приборы прямого действия, подвергают измеряемую величину последовательным преобразовании
в одном направлении, т. е. без возвращения к исходной величине.
К
ним относится большинство манометров, термометров, амперметров, вольтметров
Слайд 22Приборы сравнения
Приборы сравнения предназначенны для сравнения измеряемых величин с величинами,
значения которых известны. Сравнение проводится путем встречного включения этих величин
в единый контур и наблюдения их разностного эффекта.
По этому принципу работают такие приборы, как равноплечие и неравноплечие весы (сравнение на рычаге силовых эффектов действия масс).
Слайд 23Измерительный преобразователь
Измерительные преобразователи - это средства измерений, перерабатывающие измерительную информацию
в форму, удобную для дальнейшего преобразования, передачи, хранения и обработки,
но, как правило, не доступную для непосредственного восприятия наблюдателем (термопары, измерительные усилители и др.).
Слайд 25Измерительные системы и
измерительно-вычислительные комплексы
Измерительные системы - совокупность средств измерений и
вспомогательных устройств, территориально разобщённые и соединённые каналами связи. Информация может
быть представлена в форме, удобной как для непосредственного восприятия, так и для автоматической обработки, передачи, хранения и использования в автоматизированных системах управления.
Частными случаями измерительных
систем являются измерительно-вычис-
лительные комплексы
Слайд 26 Измерительно-вычислительный комплекс ИМЦ-03 для расчета объема и массы жидких продуктов
а также для определения и контроля метрологических характеристик преобразователей. "ИМЦ-03"
применяют в нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслях, на предприятиях транспорта и хранения жидких продуктов.
Слайд 27Метрологические процедуры
Поверка - это совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы (ГМС) с целью
определения и подтверждения соответствия характеристик средства измерения (СИ) установленным требованиям
(испытание, определение погрешностей)
Утверждение типа – выдача свидетельства об утверждении типа средств измерений с описанием типа
Калибровка - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений
Слайд 28Порядок проведения испытаний средств измерений в целях утверждения типа
Слайд 29Профессиональная значимость метрологии в различных отраслях народного хозяйства
Каждый человек имеет
дело с измерениями. Это и взвешивание товара, и измерение качества
производства продукции, и важнейшая составляющая каждой работы. Проблемами измерения занимается метрология.
Метрология помогает ориентироваться в современном мире, заполненном приборами и измерениями. Измерения всегда были основой взаимоотношений людей между собой, окружающими предметами, природой. Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности.
В нашей стране ежедневно проводится от 50 до 200 млрд. измерений, свыше 4 млн. человек считают измерения своей профессией. 15-20% общественного труда затрачивается на измерения. В России насчитывается более 1,5 млрд. средств измерений. Благодаря применению средств измерений эффект в народном хозяйстве составляет около 10 руб. на 1 руб. затрат.
Слайд 30Тема 3. Субъекты метрологии
Государственное управление деятельности по обеспечению единства измерений
в России осуществляет Федеральное агентство РФ по техническому регулированию и
метрологии, в ведении которой находятся организации:
Государственная метрологическая служба (ГМС);
Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения земли (ГСВЧ);
Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО) и другие
Слайд 31Структура ГМС
Количество региональных центров стандартизации, метрологии и сертификации в РФ
– более 100;
Количество государственных научных метрологических центров в РФ –
7.
Слайд 32
Основные задачи Федерального агентства РФ по техническому регулированию и метрологии
Осуществление
государственной политики в сфере метрологии, установление и использование стандартов, эталонов,
единиц величин;
осуществление мер по защите прав потребителей и интересов государства в области контроля за соблюдением безопасности товаров (услуг);
организация функционирования систем обеспечения единства измерений;
проведение государственного метрологического контроля;
Слайд 33Измерением называют совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего
единицу величины
Измерения различают :
1) по способу получения информации,
2) по характеру изменений измеряемой величины в процессе измерений, 3) по количеству измерительной информации, 4) по отношению к основным единицам.
По способу получения информации измерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные. Прямые измерения — это непосредственное сравнение физической величины с ее мерой. Например, при определении длины предмета линейкой
Слайд 34Измерения (продолжение)
При одновременном измерении нескольких однородных величин проводят совокупные измерения;
Проводимые
одновременно измерения нескольких неодноименных величин для нахождения между ними зависимостей
называются совместными
Слайд 35По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений:
Статистические,
Динамические
Статические измерения
Статистические
измерения связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня
шумов и т.д. Статические измерения имеют место тогда, когда измеряемая величина практически постоянна.
Слайд 36Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений
претерпевают те или иные изменения.
Статические и динамические измерения в
идеальном виде на практике редки.
Слайд 37По количеству измерительной информации
Однократные и многократные измерения
Однократные измерения —
это одно измерение одной величины. Практическое применение такого вида измерений
всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение
Слайд 38Система обеспечения единства измерений
Совокупность основных и производных единиц физических величин,
образованная в соответствии с принципами этой системы
Слайд 39Применение рабочих СИ
Рабочие средства измерений применяют для определения параметров (характеристик)
технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и др. Они могут
быть лабораторными (для научных исследований), производственными (для обеспечения и контроля заданных характеристик технологических процессов), полевыми (для самолетов, автомобилей, судов и т.п.).
Каждый из этих видов рабочих средств отличается особыми показателями. Так, лабораторные средства измерений — самые точные и чувствительные, а их показания характеризуются высокой стабильностью.
Производственные обладают устойчивостью к воздействиям различных факторов производственного процесса: температуры, влажности, вибрации и т.п., что может сказаться на достоверности и точности показаний приборов. Полевые работают в постоянно изменяющихся условиях
Слайд 40Хранение эталонов
Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и
весов (МБМВ).
Важнейшая задача деятельности МБМВ состоит в систематических международных
сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также и между собой
Слайд 41Сличение эталонов
Необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как
одного из условий международных экономических связей.
Установлены определенные периоды сличения.
Например, эталоны метра и килограмма сличают каждые 25 лет, а электрические и световые эталоны — один раз в 3 года.
Слайд 42Методы измерений
Методы измерений – совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых
обеспечивает получение результатов с установленными показателями точности.
Классификация методов:
По общим
приемам получения результатов измерений: прямой и косвенный. Прямой применяется при прямом измерении, косвенный и при косвенном.
Слайд 43В зависимости от типа применяемых измерительных средств различают: инструментальный, экспертный, эвристический
и органолептический методы измерений.
Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в
том числе автоматизированных и автоматических.
Слайд 44Экспертный метод оценки основан на использовании суждений группы специалистов.
Эвристические методы оценки основаны
на интуиции.
Органолептические методы оценки основаны на использовании органов чувств человека.
Слайд 45Погрешности
систематическая – остаётся постоянной или изменяется закономерно при повторных измерениях
одного и того же параметра;
случайная – изменяется случайным образом при
повторных измерениях одного и того же параметра. Значение случайной погрешности заранее не известно, возникает из-за множества не уточнённых факторов;
грубая (промах) – возникает из-за ошибок оператора, неисправности СИ, резких изменений условий измерений.
Слайд 46Область погрешности
Область значений величины, в пределах которой допускаемые пределы погрешности
нормированы, называются доверительной областью.
Точность измерений определяется абсолютной и относительной погрешностями
Слайд 47Основные единицы системы СИ:
метр – единица длины – длина пути,
которую проходит свет в вакууме за 1/299 792 458 долю
секунды;
килограмм – единица массы - масса международного прототипа – цилиндра, изготовленного из сплава платины и иридия;
секунда – единица времени;
ампер – единица силы тока;
кельвин – единица температуры;
моль – единица количества вещества;
кандела – единица силы света.