Metrologie. Definiția metrologiei ca știință. Metrologie teoretică, aplicată și legală Concepte teoretice moderne de securitate națională

O persoană se naște fără să aibă încă un nume, dar înălțimea și greutatea sa devin imediat cunoscute. Din primele minute ale vieții lui trebuie să se confrunte cu o riglă, cântare și termometru. Găsirea relației dintre o mărime măsurată și unitatea acestei mărimi este măsurare. Măsurarea nu se limitează la cantități fizice; orice entitate imaginabilă poate fi măsurată, cum ar fi gradul de incertitudine, încrederea consumatorilor sau rata la care scade prețul fasolei.

Măsurătorile în fizică și industrie sunt procesul de comparare a cantităților fizice ale obiectelor și evenimentelor reale. Obiectele și evenimentele standard sunt folosite ca unități de comparație, iar rezultatul comparației este reprezentat de cel puțin două numere, unde un număr arată relația dintre mărimea măsurată și unitatea de comparație, iar al doilea număr estimează incertitudinea statistică, sau eroare de măsurare (în sens filozofic). Unitatea de lungime, de exemplu, ar putea fi lungimea piciorului (piciorul) unei persoane, în timp ce lungimea unei bărci poate fi exprimată în picioare. Astfel, măsurarea este o comparație cu un standard. Măsurile sunt un standard pentru măsurare. Determinarea caracteristicilor cantitative ale unui obiect prin măsurare se bazează pe existența unor măsuri explicite sau implicite. Dacă spun că am 20 de ani, precizez măsurarea fără a specifica standardul aplicabil. Pot să spun că am 20 de ani. În acest caz, măsura este anul.

Istoria dezvoltării măsurătorilor este una dintre secțiunile istoriei științei și tehnologiei. Contorul a fost standardizat ca unitate de lungime după Revoluția Franceză și de atunci a fost adoptat în majoritatea țărilor lumii. Federația Rusă folosește sistemul de măsurare metric. Suntem obișnuiți cu kilogramele, litrii și centimetrii. Dar sistemul metric pe care îl folosim este vechi de puțin peste o sută de ani. La 21 mai 1875, a fost aprobat în Franța și a devenit obligatoriu pentru toate statele. În multe țări, măsurile antice de greutate, lungime și volum sunt încă folosite astăzi. Statele Unite și Marea Britanie sunt în proces de trecere la sistemul SI.

Măsurarea multor cantități este foarte dificilă și imprecisă. Dificultățile se pot datora incertitudinii sau timpului limitat pentru măsurare. Este foarte greu de măsurat, de exemplu, cunoștințele, emoțiile și senzațiile unei persoane.

Metrologia este studiul măsurătorilor. Ea pătrunde în toate sferele activității umane, reflectă dezvoltarea științei și tehnologiei, relațiile dintre entitățile economice, relațiile interstatale și indică, în general, nivelul de civilizație.

Sarcina principală a metrologiei este de a asigura uniformitatea măsurătorilor, care a fost întotdeauna cea mai importantă funcție guvernamentală.

metrologie teoretică- Secția de metrologie, al cărei subiect este dezvoltarea principiilor fundamentale ale metrologiei. Notă Uneori se folosește termenul de metrologie fundamentală [RMG 29 99] metrologie teoretică O ramură a metrologiei în care studiul și ... ... Ghidul tehnic al traducătorului

Metrologie teoretică- – secțiunea de metrologie, al cărei subiect este dezvoltarea principiilor fundamentale ale metrologiei. Notă: Termenul metrologie fundamentală este uneori folosit. [RMG 29 99 GSI] Titlu termen: Termeni generali Titluri Enciclopedie: Abraziv... ... Enciclopedie de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcție

metrologie teoretică- teorinė metrologija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Metrologijos šaka, susijusi su teoriniais dydžių matavimo vienetų ir jų sistemų aspektais, kurianti matavimo metodus, matavimo rezultatų rezultatų apdorojimo… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

metrologie teoretică- teorinė metrologija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. metrologie teoretică vok. theoretische Metrologie, f rus. metrologie teoretică, f pranc. metrologie théorique, f … Fizikos terminų žodynas

Metrologie- Știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de a obține acuratețea necesară. Metrologie legală O secțiune de metrologie care include aspecte legislative și științifice și tehnice interdependente care necesită... ...

Chimia teoretică este o ramură a chimiei în care locul principal este ocupat de generalizările teoretice incluse în arsenalul teoretic al chimiei moderne, de exemplu, conceptele de legături chimice, reacții chimice, valență, suprafață potențială... Wikipedia

Metrologie teoretică (fundamentală)- o secțiune de metrologie, al cărei subiect este dezvoltarea principiilor fundamentale ale metrologiei... Sursa: RECOMANDĂRI PENTRU STANDARDIZARE INTERSTATALĂ. SISTEM DE STAT PENTRU ASIGURAREA UNITĂȚII DE MĂSURĂ. METROLOGIE. TERMENI DE BAZĂ ȘI... ... Terminologie oficială

- (din grecescul μέτρον măsură, instrument de măsurare + alt gând grecesc λόγος, rațiune) știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității lor și modalități de atingere a preciziei cerute (RMG 29 99). Subiectul metrologiei este extragerea ... ... Wikipedia

Fizica teoretică este o ramură a fizicii în care principalul mod de a înțelege natura este de a crea modele matematice ale fenomenelor și de a le compara cu realitatea. În această formulare, fizica teoretică este... ... Wikipedia

O ramură a metrologiei aplicate și legale care se ocupă cu asigurarea uniformității măsurătorilor în analiza chimică cantitativă. Caracteristici ale metrologiei chimice Lipsa unui standard primar. Lipsa unui standard al aluniței duce la necesitatea... ... Wikipedia

MI 2365-96: Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Cântare de măsurare. Dispoziții de bază. Termeni și definiții- Terminologie MI 2365 96: Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Cântare de măsurare. Dispoziții de bază. Termeni și definiții: Eroarea absolută de măsurare (eroare absolută) Eroarea de măsurare exprimată în unități... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

Cărți

• Metrologie teoretică. Partea 1. Teoria generală a măsurătorilor. Manual pentru universități, Shișkin Igor Fedorovich. Prima parte a manualului stabilește pe o bază axiomatică teoria generală a măsurătorilor, indiferent de zonele și tipurile acestora. Evaluarea calității informațiilor de măsurare îndeplinește cerințele...
• Metrologie teoretică, I. F. Shishkin. Prima parte a manualului stabilește pe o bază axiomatică teoria generală a măsurătorilor, indiferent de zonele și tipurile acestora. Evaluarea calității informațiilor de măsurare îndeplinește cerințele...

Metrologie - este știința măsurătorilor, a metodelor și a mijloacelor de asigurare a unității acestora și a modalităților de atingere a preciziei cerute. Cuvântul „metrologie” provine din cuvintele grecești „metro” - măsură și „logos” - doctrină.

Suport metrologic(MO) este stabilirea și aplicarea fundamentelor științifice și organizaționale, a mijloacelor tehnice, a regulilor și reglementărilor necesare pentru a obține unitatea și acuratețea necesară a măsurătorilor.

Baza științifică a MO este metrologia. Baza organizatorică a Regiunii Moscova este serviciul metrologic al Federației Ruse, constând din servicii metrologice de stat și departamentale bazate pe prevederile de bază ale metrologiei legale. Cadrul de reglementare al Ministerului Apărării constă dintr-un set de reguli, cerințe și norme stabilite în standardele și documentele de reglementare privind standardizarea în Federația Rusă.

La baza bazei tehnice a Ministerului Apărării se află echipamentele de măsurare și control. Baza tehnică a Regiunii Moscova este construită pe baza de referință a Federației Ruse, care constă din peste 150 de standarde primare și speciale de stat, 60 de standarde secundare (de lucru), care asigură stocarea și reproducerea a 70 de cantități fizice în unghi liniar, măsurători mecanice, de temperatură, termofizice, electrice, magnetice, radio inginerie, optice și alte tipuri de măsurători, în diverse domenii de amplitudine, frecvență și dinamică. Modelul ML final este de a reduce la minimum rațional posibilitatea de a lua decizii eronate pe baza rezultatelor măsurătorilor, testelor și controlului.

Principalele probleme studiate în metrologie:

Teoria generală a măsurătorilor;

Unități de mărimi fizice și sistemele acestora;

Metode și instrumente de măsurare, metode de determinare a preciziei de măsurare;

Fundamentele asigurării uniformității măsurătorilor și uniformității instrumentelor de măsurare;

Standarde și instrumente de măsură exemplare;

Metode de transfer al dimensiunii unităților de la standarde sau instrumente de măsurare de referință la instrumente de măsurare de lucru.

Procedura de măsurare constă în general din următoarele etape: adoptarea unui model al obiectului de măsurat, alegerea unei metode de măsurare și a instrumentului de măsurare, efectuarea unui experiment pentru obținerea rezultatului. Toate aceste componente duc la faptul că rezultatul măsurării diferă de valoarea adevărată a valorii măsurate.

Caracteristici metrologice. Se numesc caracteristicile care influențează rezultatele și erorile de măsurare metrologic caracteristici. Precizia rezultatelor depinde de cât de precis sunt menținute în timpul producției și de cât de stabile sunt în timpul funcționării. Acestea includ funcția de conversie (caracteristica de conversie statică), sensibilitatea instrumentului de măsurare, diviziunea scalei, pragul de sensibilitate, precum și caracteristicile dinamice.

Funcția de conversie (caracteristica de conversie statică) - relația funcțională între parametrii informativi ai semnalelor de ieșire și de intrare ai unui instrument de măsură. Funcția de conversie adoptată pentru un instrument de măsură (tip) și stabilită în documentația științifică și tehnică pentru acest instrument (tip) se numește funcția de conversie nominalăînseamnă (tip). Caracteristica statică nominală a transformării vă permite să calculați valoarea mărimii de intrare din valoarea mărimii de ieșire. Poate fi specificat analitic, tabular sau grafic.

Sensibilitatea instrumentului de măsurare - raportul de creștere a ieșirii Ay instrumente de măsură la modificarea semnalului de intrare Ax care a determinat această creștere. În general, sensibilitate

S= Eagle Lu/Dx = dyldx.

Cu o caracteristică de conversie statică neliniară, sensibilitatea depinde de X, cu o caracteristică liniară este constantă. Instrumentele de măsură cu sensibilitate constantă au o scară uniformă, adică distanța dintre diviziunile scalei este aceeași.

Preț de diviziune la scară - diferența dintre valorile cantităților corespunzătoare la două semne de scară adiacente.

În dispozitivele cu scară uniformă, valoarea diviziunii este constantă; la instrumentele cu o scară neuniformă poate fi diferită în diferite părți ale scalei, iar în acest caz valoarea minimă a diviziunii este standardizată. Valoarea diviziunii la scară a unui instrument poate fi determinată prin sensibilitatea sa absolută și este egală cu numărul de unități ale valorii măsurate pe o diviziune a scalei instrumentului (constanta dispozitivului): C = DOMNIȘOARĂ.

Pragul de sensibilitate - cea mai mică modificare a unei mărimi de intrare detectabilă de un instrument de măsurare dat. Pragul de sensibilitate este exprimat în unități ale valorii de intrare.

Caracteristicile metrologice includ caracteristici dinamice, adică caracteristicile proprietăților (elementelor) inerțiale ale dispozitivului de măsurare, care determină dependența semnalului de ieșire al instrumentului de măsurare de mărimile care variază în timp: parametrii semnalului de intrare, mărimile de influență externe, sarcina. Caracteristicile dinamice sunt tranzitorii, tranzitorii de impuls, caracteristicile amplitudine-fază, funcția de transfer etc.

Proprietățile dinamice ale instrumentului de măsurare determină eroarea dinamică.

Eroarea dinamică este diferența dintre eroarea instrumentului în modul dinamic și eroarea sa statică.

Caracteristici metrologice standardizate. Pentru fiecare tip de dispozitiv, în funcție de specificul și scopul său, se standardizează un anumit set de caracteristici metrologice, indicate în documentația de reglementare și tehnică. O listă generală a caracteristicilor metrologice standardizate, formele de prezentare a acestora și metodele de standardizare sunt stabilite în GOST. Include:

Limite de măsurare, limite de scară;

Prețul de divizare al unei scale uniforme a unui instrument analogic sau a unei măsuri cu mai multe valori;

Codul de ieșire, numărul de cifre de cod, prețul unitar nominal al celei mai mici cifre de dispozitive digitale;

Valoarea nominală a unei măsuri cu o singură valoare, caracteristica nominală de conversie statică a unui traductor de măsurare;

eroare de instrument;

Variația citirilor instrumentului sau a semnalului de ieșire al traductorului;

Impedanța de intrare a unui dispozitiv de măsurare, impedanța de ieșire a unui traductor sau măsurătoare de măsurare;

Parametrii neinformativi ai semnalului de ieșire a traductorului sau măsurării de măsurare;

Caracteristicile dinamice ale dispozitivului.

Erori de măsurare. Eroarea de măsurare este abaterea rezultatului măsurării de la valoarea adevărată a valorii măsurate. În funcție de metoda de exprimare, erorile de măsurare sunt împărțite în absolute și relative. Eroare absolută de măsurare - diferența dintre valoarea măsurată X Tu mărimea fizică și valoarea ei adevărată X ȘI , exprimat în unități ale mărimii măsurate:

A = X tu - X ȘI . (1.15)

Eroare relativă de măsurare - raportul dintre eroarea absolută de măsurare și valoarea reală a valorii măsurate (în%):

yOTH = (A/X)100%. (1,16)

În practică, în locul valorii adevărate a mărimii măsurate, se folosește valoarea reală X L , obtinut cu ajutorul unui instrument de masura standard. Apoi expresiile (1.15) și (1.16) vor fi scrise sub forma

Eroarea absolută de măsurare D, determinată de expresiile (1.15) și (1.17), este eroarea totală pentru două componente - sistematică și aleatorie, adică. . D = ac + A.

Eroare sistematică.eroare sistematica - o componentă a erorii de măsurare care rămâne constantă sau se modifică în mod natural cu măsurători repetate ale aceleiași mărimi. După natura manifestării lor, erorile sistematice sunt împărțite în constante și variabile. Variabilele, la rândul lor, pot fi progresive, periodice și schimbătoare conform unei legi complexe.

Erori sistematice constante sunt numite acelea care rămân neschimbate pe parcursul întregii serii de date de măsurare, de exemplu, eroarea datorată ajustării incorecte a măsurii standard, eroarea datorată setării incorecte a indicatorului instrumentului la zero etc.

Erori sistematice variabile modificarea în timpul procesului de măsurare. Dacă în timpul măsurătorilor eroarea scade sau crește monoton, atunci se numește progresivă. De exemplu, eroarea se modifică monoton din cauza descărcării sursei de alimentare a dispozitivului dacă rezultatul măsurării depinde de tensiunea de alimentare.

Eroare sistematică periodică- eroare, a cărei valoare este o funcție periodică a timpului. Un exemplu în acest sens ar putea fi o eroare cauzată de modificările zilnice ale tensiunii de alimentare a rețelei electrice. Eroarea sistematică poate varia în funcție de unii lege complexă. Acestea sunt, de exemplu, erori cauzate de aplicarea incorectă a cântarii instrumentului, eroarea unui contor electric la diferite valori de sarcină, erorile cauzate de modificările temperaturii ambiante etc.

Natura și originea erorilor sistematice sunt de obicei determinate de specificul unui anumit experiment. Datorită originii lor, ele pot fi împărțite în patru grupe principale: instrumentale, metodologice, atitudini și subiective.

Erori instrumentale depind de erorile instrumentelor de măsură folosite. Inexactitatea calibrării, imperfecțiunile de proiectare și modificările caracteristicilor dispozitivului în timpul funcționării sunt cauzele erorilor instrumentale. Ele, la rândul lor, sunt împărțite în principale și suplimentare. Eroare de bază instrumentele de măsurare reprezintă o eroare în condiții acceptate ca normale, adică la valori normale ale tuturor mărimilor care afectează rezultatul măsurării (temperatură, umiditate, tensiune de alimentare etc.). Eroare suplimentară instrumente de măsurare - o eroare care apare suplimentar atunci când valorile cantităților de influență se abat de la cele normale. De obicei, se disting componentele individuale ale erorilor suplimentare, de exemplu, eroarea de temperatură, eroarea datorată modificărilor tensiunii de alimentare etc. Eliminarea erorilor suplimentare are propriile sale caracteristici.

Erori metodologice decurg din imperfecțiunea metodei de măsurare, utilizarea unor ipoteze și ipoteze simplificatoare la derivarea formulelor utilizate și influența dispozitivului de măsurare asupra obiectului măsurat. De exemplu, măsurarea temperaturii cu ajutorul unui termocuplu poate conține o eroare metodologică cauzată de o încălcare a regimului de temperatură al obiectului studiat din cauza introducerii unui termocuplu în zona de măsurare.

Erori de instalare sunt cauzate de utilizarea incorectă a unei măsuri, dispozitiv sau abaterea condițiilor externe de la normal. De exemplu, instalarea dispozitivului cu un unghi, prezența unui câmp magnetic extern, abaterea temperaturii de la normal etc.

Erori subiective apar ca urmare a caracteristicilor observatorului însuşi. Acest lucru se poate întâmpla, de exemplu, din cauza direcției greșite a vederii la observarea citirilor unui instrument indicator (eroare de paralaxă), din cauza tendinței observatorului de a supraestima sau subestima rezultatele etc. Utilizarea instrumentelor digitale și a metodelor automate de măsurare ne permite să eliminăm acest tip de eroare.

Organic numită eroare sistematică dacă apariția ei se datorează numai esenței metodei de măsurare sau formulei prin care se calculează rezultatul și altor motive și nu depinde de calitatea fabricării sau de condițiile de utilizare a instrumentelor de măsurare.

Erorile sistematice în timpul măsurătorilor repetate rămân constante sau se modifică conform unei anumite legi și nu depind de numărul de măsurători. Distorsiunile pe care le introduc în rezultatul măsurării pot fi eliminate sau luate în considerare. Eroarea sistematică neexclusă sau nedetectată este mai periculoasă decât eroarea aleatorie. Dacă erorile aleatorii determină fiabilitatea rezultatului, atunci erorile sistematice îl distorsionează în mod constant.

Modalități de eliminare a erorilor sistematice. Erorile sistematice, în principiu, pot fi identificate și eliminate din rezultatele măsurătorilor prin introducerea de corecții, eliminarea surselor de eroare în sine și folosind metode duble de măsurare și înlocuire.

Când începeți un experiment, ar trebui, dacă este posibil, să eliminați cauzele erorilor sistematice. Erorile instrumentale ale măsurilor și instrumentelor sunt luate în considerare prin introducerea de corecții. Amendament este valoarea unei mărimi cu același nume cu cea care se măsoară, care trebuie adăugată la valoarea mărimii obținute în timpul măsurării pentru a elimina eroarea sistematică. Introducerea corecțiilor este cea mai utilizată metodă pentru eliminarea erorilor instrumentale sistematice. Modificarea se determină prin verificarea mijloacelor tehnice, întocmirea și utilizarea tabelelor și graficelor corespunzătoare. Se folosesc și metode de calcul pentru găsirea valorilor de corecție.

Eroarea de instalare este eliminată prin respectarea cerințelor de funcționare ale instrumentului de măsurare. Eroarea subiectivă este redusă și, dacă este posibil, eliminată prin folosirea unor specialiști calificați pentru efectuarea măsurătorilor și a diferitelor metode de verificare a rezultatelor acestor măsurători.

Metoda de compensare a erorilor de semnare sunt utilizate pentru a exclude erorile sistematice, care, în funcție de condițiile de măsurare, pot fi incluse în rezultatul măsurării cu un semn sau altul, de exemplu, erorile din termo-EMF, din influența intensității unui câmp electric sau magnetic constant. . În acest caz, măsurătorile trebuie efectuate de două ori, astfel încât eroarea să apară în rezultatele măsurătorii o dată cu un semn și cealaltă dată cu semnul opus. Media rezultatelor a două astfel de măsurători va fi lipsită de erori sistematice. Atunci când se efectuează măsurători automate, metodele de circuit pentru corectarea erorilor sistematice sunt utilizate pe scară largă, de exemplu, pornirea compensatorie a convertoarelor, diferite circuite de corecție a temperaturii și frecvenței etc.

Metoda de înlocuire constă în faptul că mărimea măsurată este înlocuită cu o cantitate cunoscută obţinută cu ajutorul unei măsuri reglementate. Dacă o astfel de înlocuire se face fără alte modificări în configurația experimentală și după înlocuire se stabilesc aceleași citiri ale instrumentului, atunci cantitatea măsurată este egală cu o mărime cunoscută, a cărei valoare este numărată de indicatorul măsurii controlate. Această tehnică ne permite să eliminăm erorile sistematice constante. Eroarea de măsurare la utilizarea metodei de substituție este determinată de eroarea măsurării și eroarea care apare la citirea valorii mărimii care înlocuiește necunoscutul.

Trebuie menționat că excluderea erorilor sistematice prin metodele de mai sus se realizează la nivelul erorilor sistematice neexcluse, a căror evaluare a componentei totale se constată pe baza informațiilor despre caracteristicile metrologice ale mijloacelor tehnice utilizate. Dacă astfel de informații sunt insuficiente, poate fi utilă compararea valorilor măsurate cu rezultate similare obținute în alte laboratoare.

Utilizarea dispozitivelor cu microprocesor în instrumentele de măsură face posibilă eliminarea sau corectarea aproape completă a multor tipuri de componente ale erorilor sistematice, în special erorile instrumentale. Introducerea automată a corecțiilor asociate cu inexactitățile de calibrare, calculul și eliminarea erorilor suplimentare, corectarea componentelor aditive și multiplicative ale erorii de măsurare pot îmbunătăți semnificativ acuratețea măsurătorilor.

Eroare aleatorie.Componenta de eroare aleatorie cu măsurători repetate ale aceleiași mărimi, se schimbă aleatoriu. De obicei, este o consecință a acțiunii simultane a mai multor cauze independente, fiecare dintre acestea având un efect redus asupra rezultatului măsurării. Erorile aleatoare nu pot fi excluse din rezultatul măsurării, dar teoria probabilității și statisticile matematice fac posibilă evaluarea rezultatului măsurării în prezența erorilor aleatorii. Ele sunt caracterizate de proprietăți care sunt formulate prin două axiome:

1. Axioma aleatoriei - cu un număr foarte mare de măsurători, erorile aleatorii, egale ca mărime și diferite ca semn, apar la fel de des. Numărul erorilor negative este egal cu numărul celor pozitive.

2. Axioma distribuției – erorile mici apar mai des decât cele mari. Nu apar erori foarte mari. Acceptarea acestor două axiome ne permite să considerăm erorile aleatoare ca variabile aleatoare care se supun unei legi de distribuție simetrică. Atunci când se evaluează acuratețea rezultatului obținut, este necesar să se țină cont de tipul de lege de distribuție a erorilor aleatorii. În practica măsurătorilor electrice, există diverse legi de distribuție a erorilor aleatoare: legea uniformă de distribuție simetrică (rotunjire, numărare, erori de cuantizare), legea distribuției normale (erori de la zgomotul termic, eroarea totală a unui număr mare de componente), bimodală , triunghiular (legea lui Simpson), etc.

Determinarea limitelor de încredere D g ale componentei aleatorii a erorii rezultatului măsurării A se realizează pe baza valorii calculate a estimării abaterii standard - a(X) c luând în considerare probabilitatea de încredere specificată P UOS și numărul de observații P. Pe baza ipotezei distribuției normale a variabilei aleatoare X cu un număr limitat de măsurători (mai puțin de 30) și un anumit nivel de încredere R Dov , limitele de încredere ale componentei aleatoare a erorii rezultatului sunt determinate ținând cont de coeficientul de corecție Student t(ri):

± A r = ± t(n) A(X).

Cu un număr mare de măsurători (> 30) și o lege de distribuție normală a variabilei aleatoare LG, probabilitatea de a găsi o defecțiune R pescuitîn limitele date ± A g este egal cu

R Dov (- A G < A< А г) = 2Ф(А г /а(Л)),

Unde F(g) - integrală tabelară a funcției Laplace; z - argumentul funcției Laplace.

Intervalul de încredere și probabilitatea de încredere sunt alese în funcție de condițiile experimentale specifice. În funcție de valoarea mărimii măsurate, eroarea absolută de măsurare A, determinată prin expresia (1.15) și (1.17), este și eroarea totală pentru două componente: componenta aditivă, ale cărei valori nu depind de valoarea mărimii măsurate X, și o componentă multiplicativă, ale cărei valori depind de valoare X, adică

A = A adăuga + D m. (1.18)

Rezultatul măsurării este adecvat pentru utilizare ulterioară numai dacă, pe lângă valoarea măsurată a mărimii fizice, indică și valoarea erorii. Eroarea rezultatului unei singure măsurări directe depinde de mulți factori, dar în primul rând este determinată de eroarea instrumentelor de măsură utilizate. Prin urmare, la o primă aproximare, eroarea rezultatului măsurării poate fi luată egală cu eroarea care caracterizează instrumentul de măsurare utilizat la un punct dat de pe scara instrumentului. Trebuie calculate atât erorile absolute, cât și relative ale rezultatului măsurării, deoarece prima dintre ele este necesară pentru a rotunji rezultatul și a-l înregistra corect, iar a doua - pentru o descriere comparativă fără ambiguitate a preciziei sale.

Rezultatele observațiilor repetate obținute din măsurători directe ale unei mărimi fizice se numesc la fel de precise (la fel de dispersate), dacă sunt variabile aleatoare independente, distribuite identic. În acest caz, măsurătorile sunt efectuate de un observator în aceleași condiții de mediu și folosind același instrument de măsurare. O evaluare precisă a valorii reale a mărimii măsurate în timpul măsurătorilor de precizie egală poate fi obținută numai prin procesarea statistică a unui grup de rezultate de măsurare.

Formulare pentru prezentarea rezultatelor măsurătorilor. Rezultatul final al măsurării este prezentat într-una din cele patru forme:

1) intervalul în care se află eroarea totală de măsurare cu o probabilitate specificată;

2) intervalul în care se află componenta sistematică a erorii cu o probabilitate stabilită, aproximarea standard a funcției de distribuție a componentei aleatoare a erorii de măsurare și abaterea standard a componentei aleatoare a erorii de măsurare;

3) aproximări standard ale funcției de distribuție a componentelor sistematice și aleatorii ale erorii de măsurare și abaterile standard ale acestora;

4) funcțiile de distribuție ale componentelor sistematice și aleatorii ale erorii de măsurare.

Alegerea formei de prezentare a rezultatului măsurătorii este determinată de scopul măsurătorilor și de natura utilizării rezultatelor acestora.

Măsurătorile inegale.În practica de măsurare există și măsurători inegale, atunci când măsurătorile aceleiași mărimi fizice sunt efectuate de mai mulți observatori cu calificări și experiență diferite, pe instrumente de clase de precizie diferite sau pe parcursul mai multor zile. Valorile obținute ale mediilor aritmetice ale eșantioanelor individuale diferă unele de altele, prin urmare, la evaluarea rezultatului măsurării și a erorii acesteia, se ia în considerare gradul de încredere în mediile eșantionului obținut sub forma unei „greutăți”, care se stabilește pentru fiecare serie de măsurători proporțional cu unul dintre parametri (probabilitate, număr de măsurători, valoarea abaterii pătrate medii), sau prin metoda evaluărilor experților. Cu cât este mai mare gradul de încredere în rezultat, cu atât este mai mare numărul care exprimă ponderea. Dacă se stabilește că toate eșantioanele de măsurători inegale aparțin aceleiași populații generale, atunci se determină parametrii statistici ai acestei populații generale și se stabilesc limite de încredere conform distribuției Student.

Valoarea mărimii măsurate cea mai apropiată de valoarea adevărată este:

Lp - -

unde T], X 2 , ...,X" - valori medii pentru grupuri individuale de măsurători; R",P 2, -, - greutatea lor; xq - media ponderată a mărimii măsurate.

Calculul se bazează de obicei pe erori pătratice medii. Greutățile grupurilor corespunzătoare de măsurători sunt considerate invers proporționale cu variațiile lor, adică se utilizează dependența R\ : R\ : R\:R\= 1/a 2 , : 1/a 2 2: 1/st 2 3: 1/a 2 m.

Eroare pătrată medie a mediei ponderate Asa de determinat de formula

Unde R i - greutatea fiecărui rezultat de măsurare; T - numărul de rânduri de măsurare.

Măsurători indirecte. Acestea sunt măsurători în care valoarea dorită a unei mărimi fizice Q găsit pe baza unei relaţii cunoscute Q= f(X, y,z) între această valoare şi valori X y,z, supuse măsurătorilor directe. De exemplu, măsurarea puterii R=UI pe baza valorilor curente măsurate eu si tensiune U.

Pentru a determina ratingul eroare sistematică a rezultatului măsurării indirecte, folosind extinderea funcției Q = f(X, y,z) în seria Taylor și limitându-ne doar la partea sa liniară, obținem

Cantitati df / dx, df /dy, df / dz sunt numite derivate parțiale ale măsurării indirecte.

Eroarea aleatorie a măsurării indirecte

Unde MERGE - eroarea pătratică medie a rezultatului măsurării indirecte.

Legea însumării erorilor. Problema însumării erorilor apare atunci când se analizează atât traductoarele de măsurare individuale, cât și dispozitivul de măsurare în ansamblu. Dacă dispozitivul de măsurare este un lanț de traductoare de măsurare, atunci numărul total de componente de eroare poate ajunge la 10...50 sau mai mult.

Singura metodă de izolare a componentei sistematice a erorii echipamentului este metoda de testare statistica, adică efectuarea de verificări repetate multiple ale echipamentelor. Dacă, în acest caz, o eroare de un anumit semn și magnitudine este observată în mod constant într-un număr de măsurători, atunci aceasta poate fi clasificată ca fiind sistematică și exclusă din considerarea probabilistică. Echipamentele care tocmai au fost fabricate și nu au fost încă ajustate pot avea erori sistematice arbitrar mari. La ajustare și calibrare, aceste erori sunt eliminate, dacă este posibil, și apoi are loc un proces de eliminare treptată a acestora, care în cazul general este aleatoriu. Procesul de eliminare a erorilor după verificare se poate dezvolta în două direcții:

Ca proces aleatoriu fără acumularea progresivă a unei componente constante, adică fără componente de joasă frecvență;

Ca proces aleatoriu, când valoarea medie a funcției de acumulare a erorilor în timp poate avea un caracter monoton progresiv.

Caracteristica definitorie atunci când alegeți o metodă de însumare a erorilor este împărțirea lor nu în sistematică și aleatorie, ci pe baza corelației lor reciproce puternice sau slabe. De exemplu, atunci când temperatura se schimbă, un mecanism de măsurare magnetoelectric are o eroare pozitivă din cauza scăderii rigidității arcului și o eroare negativă datorită scăderii inducției magnetului. Având în vedere natura aleatorie a fluctuațiilor de temperatură, ambele componente ale erorii apar ca aleatorii. Cu toate acestea, în ciuda naturii aleatorii a apariției lor de-a lungul timpului, ele sunt strict conectate (strâns corelate) între ele, deoarece cu orice fluctuații aleatorii, o valoare pozitivă a unuia dintre ele este întotdeauna însoțită de o valoare negativă a celuilalt. Prin urmare, aceste erori trebuie să fie întotdeauna scăzute una de la alta.

Teoria probabilității pentru varianța sumei a două variabile aleatoare oferă următoarea expresie:

; 2 +°1"

Unde G - coeficientul de corelaţie al acestor mărimi.

Pentru cazul variabilelor aleatoare puternic corelate G« ±1 obţinem însumarea algebrică a componentelor ţinând cont de semnul acestora

CTj;=CTi +O2.(1-21)

Dacă legătura de corelație este slabă sau absentă (r « 0), obținem o însumare geometrică a componentelor.

Atunci când se determină eroarea totală, dispozitivele utilizează o abordare simplificată pentru a determina corelația încrucișată a erorilor. Dacă un număr de erori ale unuia sau mai multor convertoare sunt cauzate de aceeași cauză, în urma căreia se dovedesc a fi destul de puternic corelate, atunci coeficientul lor de corelație încrucișată este considerat egal cu ± 1.

Dacă erorile sunt cauzate de motive care nu au nicio legătură evidentă între ele, atunci se presupune că corelația lor este zero. Nu se folosesc valori intermediare. Pe baza acestui fapt, pentru a rezuma erorile, este mai întâi necesar să identificăm grupuri de erori care sunt puternic corelate între ele. Datorită corelației încrucișate puternice și cauzei comune care provoacă aceste erori, acestea vor fi distribuite conform aceleiași legi, iar forma legii de distribuție rezultată va corespunde aceleiași legi. Prin urmare, în cadrul fiecăreia dintre aceste grupe, erorile trebuie adăugate algebric, ținând cont de semnele acestora. Erorile rezultate obținute în urma însumării în fiecare dintre grupuri nu mai au corelații stricte între ele și ar trebui considerate ca independente statistic.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

Introducere

1. Subiect de metrologie

3. Metrologie legală

Concluzie

Bibliografie

Introducere

Măsurătorile sunt una dintre cele mai importante modalități prin care oamenii pot înțelege natura. Ei joacă un rol important în societatea modernă.

Gama cantităților măsurate și numărul acestora sunt în continuă creștere. Deci, de exemplu, lungimea se măsoară de la 10^(-10) la 10^17 m, temperatura - de la 0,5 la 10^K, rezistența electrică - de la 10^-6 la 10^17 Ohm, curent electric - de la 10^ - 16 la 10^4 A, putere - de la 10^-15 la 10^9 W. Pe măsură ce intervalul mărimilor măsurate crește, crește și complexitatea măsurătorilor. Ele, de fapt, încetează să mai fie o acțiune cu un singur act și se transformă într-o procedură complexă de pregătire și desfășurare a unui experiment de măsurare, procesare și interpretare a informațiilor primite. Prin urmare, ar trebui să vorbim despre tehnologii de măsurare, înțelese ca o succesiune de acțiuni care vizează obținerea de informații de măsurare de calitatea cerută.

Un alt motiv pentru care măsurătorile sunt importante este semnificația lor. La baza oricărei forme de management, analiză, prognoză, planificare, control sau reglementare se află informații inițiale fiabile, care pot fi obținute doar prin măsurarea cantităților fizice (PV), parametrilor și indicatorilor necesari. Și, firește, doar acuratețea ridicată și garantată a rezultatelor măsurătorilor asigură corectitudinea deciziilor luate. Știința și tehnologia modernă fac posibilă efectuarea de măsurători numeroase și precise, dar costurile pentru acestea devin proporționale cu costurile operațiunilor executive.

O sarcină importantă a metrologiei este crearea de standarde PV care sunt legate de constante fizice și au intervale necesare științei și tehnologiei moderne. Valoarea cheltuielilor țărilor industriale pentru operarea standardelor și a serviciilor de transport pentru dimensiunile unităților este următoarea: SUA și Japonia cheltuiesc aproximativ 0,004% din PNB, sau 240 milioane USD, în aceste scopuri; marile tari europene - 0,006% din PNB; în unele țări asiatice cu creștere rapidă, aceste costuri ajung la 0,01% din PNB.

Cooperarea cu țări străine, dezvoltarea comună a programelor științifice și tehnice necesită încredere reciprocă în informațiile de măsurare. Calitatea sa ridicată, acuratețea și fiabilitatea, uniformitatea principiilor și metodelor de evaluare a acurateței rezultatelor măsurătorilor sunt de o importanță capitală.

1. Subiect de metrologie

Definiția general acceptată a metrologiei este dată în GOST 16263-70 „GSI. Metrologie. Termeni și definiții”: metrologia este știința măsurătorilor, a metodelor, a mijloacelor de asigurare a unității acestora și a metodelor de realizare a preciziei cerute. Cuvântul grecesc „metrologie” este derivat din cuvintele „metron” - măsură și „logos” - doctrină.

Metrologia este împărțită în trei secțiuni independente și complementare reciproc, dintre care cea principală este „Metrologia teoretică”. Acesta stabilește problemele generale ale teoriei măsurătorii. Secțiunea „Metrologie aplicată” este dedicată studiului problemelor de aplicare practică în diverse domenii de activitate a rezultatelor cercetării teoretice. Secțiunea finală „Metrologie legală” examinează seturi de reguli, cerințe și norme generale interconectate și interdependente, precum și alte aspecte care necesită reglementare și control de către stat, care vizează asigurarea uniformității măsurătorilor și a uniformității instrumentelor de măsurare (MI) .

Subiectul metrologiei este extragerea de informații cantitative despre proprietățile obiectelor și proceselor cu o acuratețe și fiabilitate dată. Instrumentele de metrologie sunt un ansamblu de instrumente de măsurare și standarde metrologice care asigură utilizarea lor rațională.

Conceptul de bază al metrologiei este măsurarea. Conform GOST 16263-70, măsurarea înseamnă găsirea experimentală a valorii unei mărimi fizice (PV) folosind mijloace tehnice speciale. Semnificația măsurătorilor este exprimată în trei aspecte: filozofic, științific și tehnic.

Aspectul filozofic este că măsurătorile sunt cea mai importantă metodă universală de înțelegere a fenomenelor și proceselor fizice. În acest sens, metrologia ca știință a măsurării ocupă un loc aparte printre alte științe. Posibilitatea de măsurare este determinată de un studiu preliminar al unei proprietăți date a obiectului măsurat, construcția de modele abstracte atât ale proprietății în sine, cât și ale purtătorului acesteia - obiectul de măsurare în ansamblu. Prin urmare, locul măsurării este determinat nu printre metodele primare (teoretice sau empirice) de cunoaștere, ci dintre cele secundare (cantitative), care asigură fiabilitatea măsurării. Cu ajutorul procedurilor cognitive secundare se rezolvă problemele formării datelor (înregistrarea rezultatelor cogniției). Măsurătorile din acest punct de vedere sunt o metodă de codificare a informațiilor obținute folosind diverse metode de cunoaștere, adică. etapa finală a procesului de cunoaștere asociată cu înregistrarea informațiilor primite.

Aspectul științific al măsurătorilor este că cu ajutorul lor în știință se realizează legătura dintre teorie și practică. Fără măsurători, este imposibil de testat ipotezele științifice și, în consecință, dezvoltarea științei.

Măsurătorile oferă informații cantitative despre obiectul managementului sau controlului, fără de care este imposibil să se reproducă cu exactitate toate condițiile specificate ale procesului tehnic, să asigure calitatea înaltă a produselor și o gestionare eficientă a obiectului. Toate acestea constituie aspectul tehnic al măsurătorilor.

2. Structura metrologiei teoretice

După cum sa menționat mai sus, metrologia teoretică este ramura principală a metrologiei. Structura sa este prezentată sub forma unei diagrame în Fig. 1.1 (Anexa 1).

Metrologia teoretică este o secțiune a metrologiei, al cărei subiect este stabilirea cerințelor tehnice și legale obligatorii pentru utilizarea unităților de mărimi fizice, dezvoltarea principiilor fundamentale ale metrologiei.

Concepte de bază ale metrologiei. Ca în orice știință, în metrologie este necesar să se formuleze concepte de bază, termeni și postulate, să se elaboreze o doctrină a unităților fizice și a metodologiei. Această secțiune este deosebit de importantă datorită faptului că

Zonele de măsurare individuale se bazează pe concepte specifice și, teoretic, zonele se dezvoltă izolat. În aceste condiții, dezvoltarea insuficientă a conceptelor de bază ne obligă să rezolvăm probleme similare, care, de fapt, sunt generale, noi în fiecare domeniu.

Concepte și termeni de bază. Această subsecțiune tratează generalizarea și clarificarea conceptelor care s-au dezvoltat în domenii individuale de măsurare, ținând cont de specificul metrologiei. Sarcina principală este de a crea un sistem unificat de concepte de bază ale metrologiei, care ar trebui să servească drept bază pentru dezvoltarea sa. Semnificația sistemului de concepte este determinată de semnificația în sine a teoriei măsurării și de faptul că acest sistem stimulează întrepătrunderea metodelor și rezultatelor dezvoltate în domenii individuale de măsurare.

Postulatele metrologiei. Această subsecțiune dezvoltă construcția axiomatică a fundamentelor teoretice ale metrologiei, identificând postulate pe baza cărora este posibilă construirea unei teorii semnificative și complete și derivarea unor consecințe practice importante.În metrologie, există două postulate principale:

1. Valoarea adevărată a mărimii fizice determinate există și este lipsită de ambiguitate.

2. Valoarea adevărată a mărimii fizice măsurate nu poate fi găsită.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice este o valoare care ar caracteriza în mod ideal mărimea fizică corespunzătoare în termeni calitativi și cantitativi, de exemplu. adevărata valoare a unei mărimi fizice poate fi corelată cu conceptul de adevăr absolut.

În practică, ei vorbesc despre valoarea reală a unei mărimi fizice - aceasta este valoarea unei mărimi fizice obținută experimental și este atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în locul ei în probleme.

Precizia măsurării este gradul de aproximare a rezultatelor măsurării unei mărimi fizice la o anumită valoare reală a mărimii fizice.

Studiul mărimilor fizice Sarcina principală a subsecțiunii este de a construi un sistem unificat de valori fizice, adică. alegerea cantităților de bază ale sistemului și ecuațiile de comunicare pentru construirea unui sistem de unități fotovoltaice, o alegere rațională care este importantă pentru dezvoltarea cu succes a teoriei și practicii suportului metrologic.

Tipuri și metode de măsurători. Măsurarea unei mărimi fizice este un ansamblu de operații care implică utilizarea unui mijloc tehnic care stochează o unitate de mărime fizică, asigurând determinarea relației mărimii măsurate cu unitatea sa și obținerea valorii acesteia. cantitate.

Scara unei mărimi fizice este un set ordonat de valori ale unei mărimi fizice care servește drept bază inițială pentru măsurarea unei mărimi date (scara de temperatură). În teoria măsurării, există cinci tipuri principale de scale de măsurare:

1. Scale de nume (clasificări). Acesta este cel mai simplu tip de scară, bazat pe atribuirea de numere proprietăților calitative ale obiectelor, care joacă rolul de nume. Scalele nu au conceptul de zero. Nu există conceptul de mai mult sau mai puțin. Lipsește unitatea de măsură. Exemplu: directorul fabricii.

2. Scala de ordine, scala de rang. Caracterizat prin relația de echivalență și ordine în ordine crescătoare sau descrescătoare. În ordinea scalelor, nu puteți introduce o unitate de măsură. De exemplu: scara cutremurului.

3. Scala de intervale sau scară de diferență, aceste scale sunt un tip de scară de ordine și sunt folosite pentru obiecte ale căror proprietăți satisfac relații de echivalență și ordine. De exemplu: volumul unui corp este egal cu volumul cantităților sale. Scala de interval constă din intervale identice, are o unitate de măsură și un început ales arbitrar - punctul zero. Exemplu: scala de temperatură.

4. Scale de raporturi descriu proprietăți cărora li se aplică relația de echivalență, ordine, însumare, scădere, înmulțire.

Tipuri de măsurători:

1. Direct, indirect, cumulativ - acesta este momentul în care se măsoară mai multe cantități cu același nume

2. Articulație - când se măsoară două sau mai multe cantități, dar nu identice.

Măsurătorile directe pot fi efectuate folosind următoarele metode:

1. Metoda de evaluare directă.

2. Metoda de comparare cu o măsură.

3. Metoda adunării - atunci când valoarea unei mărimi măsurabile este completată cu o măsură a aceleiași mărimi în așa fel încât dispozitivul de comparare să fie afectat de suma lor egală cu o valoare prestabilită.

4. Metoda diferențială (metoda diferențelor) - caracterizată prin măsurarea diferenței dintre valoarea măsurată și o valoare cunoscută cu o măsură exactă sau de referință reproductibilă. Această metodă vă permite să obțineți rezultate de înaltă precizie folosind instrumente de măsurare relativ grosiere.

5. Metoda zero este similară cu metoda diferențială, dar diferența dintre cantitatea măsurată și măsură se reduce la zero.

Metodologia de măsurare. Subsecțiunea dezvoltă organizarea științifică a proceselor de măsurare. Problemele metodologiei metrologice sunt foarte semnificative, deoarece combină zone de măsurare care diferă prin natura fizică a mărimilor măsurate și metodele de măsurare. Acest lucru creează anumite dificultăți în sistematizarea și combinarea conceptelor, metodelor și experienței acumulate în diverse domenii de măsurare. Principalele domenii de lucru ale metodologiei includ:

1. Regândirea fundamentelor tehnologiei de măsurare și metrologiei în contextul unei actualizări semnificative a arsenalului de metode și instrumente de măsurare și al introducerii pe scară largă a tehnologiei microprocesoarelor;

2. Analiza structurală a proceselor de măsurare din perspectivă sistemică;

3. Dezvoltarea unor abordări fundamental noi pentru organizarea procedurii de măsurare.

Metrologie teoretică.

Concepte de bază ale metrologiei:

Concepte și termeni de bază;

postulate de metrologie;

Doctrina mărimilor fizice;

Metodologia de măsurare.

Teoria uniformității măsurătorilor. (Teoria reproducerii unităților de mărimi fizice și transferul dimensiunilor acestora):

- teoria unităţilor de mărime fizică;

- teoria instrumentelor de măsură originale (standarde);

- teoria transferului de mărimi a unităților de mărimi fizice.

Teoria construcției instrumentelor de măsură:

Instrumente de masura;

Metode de măsurare.

Teoria preciziei de măsurare:

Teoria erorilor de măsurare;

Teoria acurateței instrumentelor de măsură (Teoria erorilor instrumentelor de măsură, principii și metode de standardizare și determinare a caracteristicilor metrologice ale instrumentelor de măsură, teoria fiabilității metrologice a instrumentelor de măsură)

Teoria procedurilor de măsurare (teoria metodelor de măsurare, metode de procesare a informațiilor de măsurare, teoria planificării măsurătorilor, analiza capacităților de măsurare limitatoare)

Teoria uniformității măsurătorilor. (Teoria reproducerii unităților de mărimi fizice și transferării dimensiunilor acestora.) Această secțiune este în mod tradițional centrală în metrologia teoretică. Include: teoria unităților fotovoltaice, teoria instrumentelor de măsură inițiale (standarde) și teoria transferului dimensiunilor unităților fotovoltaice.

Teoria unităţilor de mărime fizică. Scopul principal al subsecțiunii este îmbunătățirea unităților fotovoltaice în cadrul sistemului de valori existent, care constă în clarificarea și redefinirea unităților. O altă sarcină este dezvoltarea și îmbunătățirea sistemului de unități fotovoltaice, de ex. modificarea compoziției și definițiilor unităților de bază. Lucrările în această direcție se desfășoară în mod constant pe baza utilizării de noi fenomene și procese fizice.

Teoria instrumentelor de măsură originale (standarde). Această subsecțiune discută problemele creării unui sistem rațional de standarde ale unităților fotovoltaice care asigură nivelul necesar de uniformitate a măsurătorilor. O direcție promițătoare pentru îmbunătățirea standardelor este trecerea la standarde bazate pe procese fizice naturale stabile. Pentru standardele unităților de bază, este esențial important să se atingă cel mai înalt nivel posibil pentru toate caracteristicile metrologice.

Teoria transferului de mărimi a unităţilor de mărime fizică. Subiectul subsecțiunii îl reprezintă algoritmii de transfer al dimensiunilor unităților fotovoltaice în timpul reproducerii lor centralizate și descentralizate. Acești algoritmi ar trebui să se bazeze atât pe indicatori metrologici, cât și tehnici și economici.

Teoria construcției instrumentelor de măsură. Secțiunea rezumă experiența științelor specifice în domeniul construirii instrumentelor și metodelor de măsurare. În ultimii ani, cunoștințele acumulate în dezvoltarea SI electronice a cantităților electrice și mai ales neelectrice au devenit din ce în ce mai importante. Acest lucru se datorează dezvoltării rapide a tehnologiei microprocesoarelor și computerelor și utilizării sale active în construcția SI, care deschide noi oportunități pentru prelucrarea rezultatelor. O sarcină importantă este dezvoltarea de noi și îmbunătățirea traductoarelor de măsurare cunoscute.

Teoria preciziei de măsurare. Această secțiune a metrologiei rezumă metodele dezvoltate în domenii specifice de măsurare. Se compune din trei subsecțiuni: teoria erorilor, teoria preciziei instrumentelor de măsură și teoria procedurilor de măsurare.

Teoria erorilor. Această subsecțiune este una dintre cele centrale în metrologie, deoarece rezultatele măsurătorilor sunt doar la fel de obiective pe măsură ce erorile lor sunt corect evaluate. Subiectul teoriei erorilor este clasificarea erorilor de măsurare, studiul și descrierea proprietăților acestora. Împărțirea istorică a erorilor în aleatoare și sistematice, deși provoacă critici corecte, continuă totuși să fie utilizată activ în metrologie. Ca o alternativă binecunoscută la o astfel de împărțire a erorilor, poate fi luată în considerare descrierea recent dezvoltată a erorilor bazată pe teoria proceselor aleatoare non-staționare. O parte importantă a subsecțiunii este teoria însumării erorilor.

Teoria erorii instrumentelor de măsură este dezvoltată cel mai bine în metrologie. De asemenea, s-au acumulat cunoștințe considerabile în domenii specifice de măsurare; pe baza acesteia s-au dezvoltat metode generale de calculare a erorilor SI; odată cu dezvoltarea dispozitivelor de măsurare cu microprocesor, sarcina de a calcula erorile SI digitale în general și sisteme de măsurare și măsurare. și complexele de calcul în special a devenit urgent.

Principiile și metodele de determinare și standardizare a caracteristicilor metrologice ale instrumentelor de măsură sunt destul de bine dezvoltate. Ele necesită însă modificări ținând cont de specificul metrologiei și, în primul rând, de legătura strânsă dintre determinarea caracteristicilor metrologice ale instrumentelor de măsură și standardizarea acestora. Printre problemele nerezolvate pe deplin ar trebui să se numără determinarea caracteristicilor dinamice ale instrumentelor de măsură și caracteristicile de calibrare ale traductoarelor primare de măsurare. Pe măsură ce mijloacele de procesare a semnalelor electrice de măsurare se îmbunătățesc, cele mai semnificative probleme metrologice se concentrează în jurul alegerii conversiei primare. Datorită diversității principiilor de funcționare, se pune problema alegerii caracteristicilor metrologice standardizate ale instrumentelor de măsură.

Teoria fiabilității metrologice a instrumentelor de măsurare în orientarea sa în scop este legată de teoria generală a fiabilității. Cu toate acestea, specificul defecțiunilor metrologice și, mai ales, variabilitatea intensității acestora în timp fac imposibilă transferarea automată a metodelor teoriei clasice a fiabilității în teoria fiabilității metrologice. Este necesară dezvoltarea unor metode speciale de analiză a fiabilității metrologice a instrumentelor de măsură.

Teoria procedeelor ​​de măsurare. Complexitatea tot mai mare a sarcinilor de măsurare, creșterea constantă a cerințelor pentru acuratețea măsurătorilor, complicarea metodelor și instrumentelor de măsurare determină desfășurarea cercetărilor menite să asigure organizarea rațională și implementarea eficientă a măsurătorilor. În acest caz, rolul principal îl joacă analiza măsurătorilor ca un set de etape interdependente, adică. precum procedurile. Subsecțiunea include teoria metodelor de măsurare; metode de prelucrare a informațiilor de măsurare; teoria planificării măsurătorilor; analiza capacităților de măsurare limitatoare.

Teoria metodelor de măsurare este o subsecțiune dedicată dezvoltării de noi metode de măsurare și modificării celor existente, care este asociată cu cerințele crescânde pentru precizia măsurării, intervalul, viteza și condițiile de măsurare. Cu ajutorul instrumentelor moderne de măsură, sunt implementate seturi complexe de metode clasice. Prin urmare, sarcina tradițională de a îmbunătăți metodele existente și de a studia potențialul acestora, ținând cont de condițiile de implementare, rămâne relevantă.

Metodele de prelucrare a informațiilor de măsurare utilizate în metrologie se bazează pe metode care sunt împrumutate de la matematică, fizică și alte discipline. În acest sens, este relevantă sarcina de a valida alegerea și aplicarea uneia sau alteia metode de prelucrare a informațiilor de măsurare și de potrivire a datelor inițiale necesare ale metodei teoretice cu cele pe care experimentatorul le deține efectiv. Teoria planificării măsurătorilor este un domeniu al metrologiei care se dezvoltă foarte activ. Sarcinile sale principale includ clarificarea conținutului metrologic al problemelor de planificare a măsurătorilor și fundamentarea împrumutării metodelor matematice din teoria generală a planificării experimentale. Analiza capacităților maxime de măsurare la un anumit nivel de dezvoltare a științei și tehnologiei ne permite să rezolvăm o astfel de problemă principală precum studiul preciziei maxime a măsurătorilor folosind tipuri competitive sau instanțe de instrumente de măsurare.

3. Metrologie legală

Metrologia legală este o secțiune a metrologiei care include seturi de reguli, cerințe și norme generale interdependente și interdependente, precum și alte aspecte care necesită reglementare și control de către stat, care vizează asigurarea uniformității măsurătorilor și a uniformității instrumentelor de măsurare (GOST). 16263).

Etapa fundamentală în dezvoltarea metrologiei legale în Federația Rusă poate fi considerată 1993, când a fost adoptată Legea „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”, care a stabilit pentru prima dată la cel mai înalt nivel normele și regulile de bază pentru gestionarea metrologică. activitati in tara.

Institutul de conducere în sistemul Gosstandart (acum Agenția Federală pentru Reglementare Tehnică și Metrologie a Rusiei) este VNIIMS - institutul efectuează cercetări și dezvoltări privind problemele juridice și metodologice de asigurare a uniformității măsurătorilor și a activităților serviciului metrologic. al Rusiei, servește ca centru de informare al Gosstandart al Rusiei în domeniul metrologiei, participă la cooperarea internațională în domeniul metrologiei legale.

Cercetarea include:

· Cercetare și dezvoltare în domeniul administrației publice (reglementării) activităților metrologice în Rusia;

· Cercetare pentru îmbunătățirea activităților Serviciului de Stat pentru Migrație și dezvoltarea infrastructurii metrologice.

Metrologia legală este cea mai tânără dintre cele trei componente ale metrologiei. Este un mijloc de reglementare de stat a activităților metrologice prin legi și prevederi legislative care sunt puse în practică prin Serviciul Metrologic de Stat și serviciile metrologice ale organelor guvernamentale de stat și persoanelor juridice. Domeniul metrologiei legale cuprinde testarea si omologarea de tip a instrumentelor de masura, verificarea si calibrarea acestora, certificarea instrumentelor de masura, controlul metrologic de stat si supravegherea instrumentelor de masura.

Regulile metrologice și normele de metrologie legală sunt armonizate cu recomandările și documentele organizațiilor internaționale relevante. Metrologia legală contribuie astfel la dezvoltarea relațiilor economice și comerciale internaționale și promovează înțelegerea reciprocă în cooperarea metrologică internațională.

O serie de prevederi ale metrologiei teoretice și practice care vizează asigurarea uniformității măsurătorilor și a uniformității instrumentelor de măsurare necesită reglementare și control de către stat. Aceste prevederi includ: selectarea cantităților fizice de bază; stabilirea dimensiunilor unităților de bază și a regulilor de formare a unităților derivate; o metodă de reproducere și transmitere a informațiilor despre dimensiunea unităților; selectarea caracteristicilor metrologice standardizate ale instrumentelor de măsură; stabilirea standardelor de acuratețe SI și limitarea preciziei măsurătorilor; selectarea tehnicilor de măsurare; activități ale serviciilor metrologice; organizarea controlului metrologic de stat.

În conformitate cu principiile construirii unui stat de drept, normele care protejează interesele statului și protejează drepturile cetățenilor acestuia (cerințele metrologice se referă în mod specific la această categorie de norme) trebuie stabilite printr-un act cu putere de lege. . Cu alte cuvinte, regulile metrologice de bază trebuie să facă obiectul dreptului. În Rusia, regulile și cerințele generale în domeniul metrologiei sunt reflectate în Legea Federației Ruse din 27 aprilie 1993 nr. 4871-1 „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”. Prevederile specifice din domeniul metrologiei legale sunt reglementate prin ND - standarde, reguli, recomandari etc.

Un set de documente de reglementare care stabilesc reguli, norme și cerințe care vizează realizarea și menținerea uniformității măsurătorilor în țară cu acuratețea cerută constituie sistemul de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor (GSP).

Cadrul de reglementare al metrologiei poate fi reprezentat ca o piramidă ierarhică:

1) Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”, discutată mai detaliat în paragraful următor;

2) standardele de stat (GOST, GOST R) ale sistemului GSP;

3) Regulile rusești (PR) ale sistemului SHG, aprobate de Gosstandart. Un exemplu de reguli este documentul PR 50.2.006-94 „GSP. Verificarea instrumentelor de măsură. Organizare și procedură”;

4) recomandări (marcate „MI”) ale sistemului GSP, elaborate de institutele metrologice ca centre de cercetare metrologică de stat și aprobate de conducerea acestor centre. De exemplu, MI 2277-93 „GSP. Sistem de certificare a instrumentelor de măsurare. Dispoziții de bază și procedura de executare a lucrărilor.”

În general, GSI are mai mult de 2.400 ND (standarde, reguli, recomandări). 75% din întregul cadru de reglementare este format din recomandări, ceea ce se explică prin posibilitatea dezvoltării acestora într-un timp mai scurt și la un cost mai mic decât standardele (de 3-4 ori, respectiv de 2-3 ori).

Principalele obiecte de reglementare în GSI sunt regulile și reglementările generale pentru metrologie, schemele de verificare de stat, metodele de verificare a instrumentelor de măsură, MVI. În 1999, a fost realizată dezvoltarea unui standard fundamental de bază - GOST R 8.000 GSI „Dispoziții de bază”. În următorul deceniu vor fi trecute în rang de recomandări documente obligatorii cu caracter tehnic sau metodologic general. În primul rând, aceasta se referă la ND pentru schemele de verificare de stat și ND pentru metodele de verificare (cu excepția ND utilizate în domeniul controlului și supravegherii metrologice de stat).

4. Reglementarea legală a activităților metrologice

Activitățile metrologice sunt foarte diverse și unice. Baza sa teoretică este știința metrologiei; procesul propriu-zis de activitate este definit de conceptul de suport metrologic; iar reglementarea relațiilor în această activitate este atribuită funcției de stat;

Asigurarea uniformității măsurătorilor.

Activitatea metrologică a apărut și s-a dezvoltat ca activitate aplicată, prin urmare, în mare măsură, ea participă în mod firesc la relațiile generale de piață, dar rezultatele sale trebuie să îndeplinească cerințele speciale de „uniformitate a măsurătorilor”; Din această cauză, activitatea metrologică face obiectul reglementării legale, obiectul influenței legii.

După cum se știe, dreptul este un sistem de norme general obligatorii pe baza cărora se formează anumite relații – relații juridice. Aceste norme sunt stabilite de stat și puse în aplicare prin forța sa coercitivă.

Funcția de stat (Fig. 4.1) necesită management public (Fig. 4.2) La rândul său, managementul este implementat într-un anumit sistem. Un astfel de sistem este un sistem național de măsurare, care include toți participanții la activitatea de măsurare - dezvoltatori, producători și utilizatori de instrumente de măsurare. Pentru realizarea uniformității măsurătorilor se creează condițiile de funcționare a „sistemului de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor” (GSI). Cea mai importantă verigă din acest sistem este „metrologia legală”. În mod formal, acest termen înseamnă „o secțiune de metrologie care include seturi de reguli generale, cerințe și norme interdependente și interdependente, precum și alte aspecte care necesită reglementare și control de către stat, care vizează asigurarea uniformității măsurătorilor și a uniformității măsurătorilor. instrumente” (GOST 16263) . Odată cu trecerea la principiul legislativ al gestionării activităților pentru asigurarea uniformității măsurătorilor, sensul semantic inerent acestui termen s-a extins oarecum. Astăzi, „metrologia legală” pretinde că include în componența sa întregul cadru legislativ pentru asigurarea uniformității măsurătorilor, în special, acestea sunt standarde de unități de mărime. Nu există o contradicție evidentă în acest caz, pentru că a doua jumătate a definiției („... alte probleme care necesită reglementare... de către stat...”), firește, poate fi clarificată. În același timp, „...seturi de... reguli, cerințe și norme generale interdependente...” continuă să formeze baza tradițională a „metrologiei legale”.

La 1 iunie 1993, legislativul rus a promulgat Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”, care a devenit un act de forță juridică supremă în domeniile de măsurare. El a stabilit reglementarea celor mai importante relaţii. În aceste condiții, precizarea principalelor prevederi ale Legii este încredințată actelor de legiferare - statut sau acte normative de metrologie legală. În conformitate cu prevederile jurisprudenței, aceste documente sunt acte ale autorităților executive;

Principiile de bază ale asigurării controlului metrologic sunt stabilite prin documentul internațional nr. 16 al Organizației Internaționale de Metrologie Legală (DM nr. 16 OIML „Principii de asigurare a controlului metrologic”). Acest document recomandă ca sistemul de control metrologic să includă următoarele:

Testarea si omologarea de tip a instrumentelor de masura;

Cerințe pentru instalarea instrumentelor de măsură;

Verificare atat la intreprindere cat si la fata locului;

O anumită frecvență de verificare a instrumentelor de măsură după eliberarea din producție;

Cerințe pentru condițiile de funcționare,

Cerințe speciale pentru operator, de exemplu, eliberarea unui certificat;

Cerințe operaționale, cum ar fi colectarea datelor și stabilirea limitelor pentru obiectele de măsurat;

Cerințe pentru personalul de întreținere, de exemplu, eliberarea certificatelor, certificarea echipamentelor de testare și verificarea instrumentelor de măsurare originale.

Alegerea strategiei în organizarea și desfășurarea controlului metrologic este efectuată de funcționari care, cu resurse metrologice limitate, au posibilitatea de a utiliza o politică de intervenție limitată în procesele de fabricație și exploatare. În același timp, metrologia legală, care asigură uniformitatea măsurătorilor, ar trebui să se concentreze mai degrabă pe problemele de „conformitate cu reglementările” decât pe „prestarea de servicii”. În cele din urmă, sfera controlului metrologic în fiecare caz specific este proporțională cu cerințele legislației actuale, amenințarea mereu prezentă cu sancțiunile legale fiind aplicată de funcționarii care efectuează supravegherea metrologică.

În conformitate cu art. 12 din Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor” (denumită în continuare Legea) Controlul metrologic de stat include;

aprobarea tipului de instrumente de măsurare;

verificarea instrumentelor de măsurare, inclusiv a standardelor;

autorizarea activităților persoanelor juridice și fizice pentru fabricarea, repararea), vânzarea și închirierea instrumentelor de măsură.

Vă recomandăm să studiați următorul regulament metrologic PR 50.2.009-94 „GSI. Procedura de testare și omologare de tip a instrumentelor de măsurare.” Aceste teste sunt efectuate de centre metrologice stiintifice de stat acreditate ca centre de testare de stat pentru instrumente de masura. Testele sunt efectuate în conformitate cu programe special concepute care respectă MI 2146-95 „GSI. Procedura pentru elaborarea și conținutul programelor de testare a instrumentelor de măsurare în scopul aprobării tipului acestora.”

Rezultatul acestor încercări este (dacă rezultatele sunt pozitive) includerea tipului de instrument de măsurare în Registrul de stat al instrumentelor de măsurare și eliberarea unui certificat de stat de omologare a tipului de instrumente de măsurare, anexa la certificat are o descriere completă a acestui tip cu toate clauzele 1.ch. caracteristici metrologice. În esență, această procedură și rezultatele sale vizează includerea unui instrument de măsurare specific în sistemul național de măsurare cu anumite garanții de suport metrologic pentru măsurătorile efectuate de acest instrument de măsurare.

Concluzie

normativ de măsurare metrologie

Știința și industria nu pot exista fără măsurători. În fiecare secundă, în lume sunt efectuate multe miliarde de operații de măsurare, ale căror rezultate sunt utilizate pentru a asigura calitatea și nivelul tehnic adecvat al produselor, pentru a asigura funcționarea sigură și fără probleme a transportului, pentru diagnostice medicale și de mediu și alte scopuri importante. . Practic, nu există nicio zonă a activității umane în care rezultatele măsurătorilor, testelor și controlului să nu fie utilizate intensiv. În obținerea acestora sunt implicate multe milioane de oameni și resurse financiare mari.

În această lucrare, am identificat principalele concepte de metrologie teoretică și legală. Ei au dat o definiție a conceptului de metrologie și formulări ale termenilor săi principali. Am studiat două postulate principale ale metrologiei. Ei au determinat, de asemenea, structura metrologiei teoretice, care arată pe scurt că studiază această latură a științei și cât de importantă este.

Am prezentat cadrul de reglementare al metrologiei sub forma unei piramide ierarhice. Am analizat principalele documente guvernamentale privind asigurarea măsurătorilor și controlului.

Metrologia este una dintre cele mai importante și versatile științe, care se aplică peste tot. O sarcină importantă a metrologiei este crearea de standarde fotovoltaice legate de constantele fizice și având intervale necesare științei și tehnologiei moderne și asigurării vieții în general. De asemenea, este important să înțelegem diferența dintre metrologia teoretică și cea legală și să știm care este fiecare zonă, pe care am definit-o în această lucrare.

Bibliografie

1. Sergheev A.G., Krokhin V.V. Metrologie: manual pentru universități

2. Teoria generală a dreptului (editat de A-S. Pigolkin). Ed. MSTU im. N.E. Bauman. Moscova 1996.

3. S.V. Klimenko, A.L. Chicherin. Fundamentele statului și dreptului. Ed. „Oglindă TEIS”. Moscova, 1996

4. Termeni de bază în domeniul metrologiei. Dicţionar-carte de referinţă - M., Editura Standarde. 1989

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Definiția termenului „unitate de măsură”. Caracteristici ale metrologiei teoretice, legislative și aplicate. Mărimi fizice de bază și reproductibilitatea rezultatelor măsurătorilor. Certificarea sistemului de calitate și sistemul de acreditare rusesc.

prezentare, adaugat 21.03.2019


Activități principale ale metrologiei legale, domenii de aplicare a regulilor acesteia. Conținutul și obiectivele Legii federale „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”. Temeiul juridic și principiile standardizării. Direcţii ale politicii de stat în acest domeniu.

lucrare de curs, adăugată 25.02.2015


Conceptul, esența, scopurile, obiectivele și reglementarea legislativă a sistemului de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor în Rusia, caracteristicile dezvoltării sale. Caracteristici generale ale principiilor de bază ale metrologiei legale și standardizării de stat.

test, adaugat 20.04.2010


Obiectul și sarcinile principale ale metrologiei teoretice, aplicate și juridice. Etape importante din punct de vedere istoric în dezvoltarea științei măsurării. Caracteristicile sistemului internațional de unități de mărimi fizice. Activitățile Comitetului Internațional de Greutăți și Măsuri.

rezumat, adăugat 10.06.2013


Caracteristici generale ale obiectelor de măsurat în metrologie. Conceptul de tipuri și metode de măsurători. Clasificarea si caracteristicile instrumentelor de masura. Proprietăţile metrologice şi caracteristicile metrologice ale instrumentelor de măsură. Fundamente ale teoriei și tehnicilor de măsurare.

rezumat, adăugat 14.02.2011


Termeni și definiții de bază în domeniul metrologiei. Clasificarea măsurătorilor: directe, indirecte, cumulative etc. Clasificarea instrumentelor și metodelor de măsurare. Erori la instrumentele de măsură. Exemple de desemnare a clasei de precizie. Tipuri de instrumente de măsură.

prezentare, adaugat 18.03.2019


Reglementarea și controlul de către stat a unui număr de prevederi de metrologie. Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Subiecte de metrologie. Managementul a trei birouri de asistență guvernamentală. Certificare voluntară și obligatorie.

test, adaugat 21.01.2009


Fundamente teoretice și concepte principale ale metrologiei. Metode de standardizare a caracteristicilor metrologice ale instrumentelor de măsurare, de evaluare a erorilor instrumentelor și a rezultatelor măsurătorilor. Fundamentele asigurării uniformității măsurătorilor. Structura și funcțiile serviciilor metrologice.

tutorial, adăugat 30.11.2010


Metrologia este știința măsurătorilor, a metodelor de asigurare a unității acestora și a modalităților de a obține acuratețea necesară. Elemente ale procedurii de măsurare. Direcții pentru dezvoltarea metrologiei moderne. Teste de stat, testare si revizuire a instrumentelor de masura.

rezumat, adăugat 24.12.2013


Suport metrologic pentru constructii. Un sistem pentru dezvoltarea, producerea și lansarea instrumentelor de măsurare care asigură determinarea caracteristicilor produsului cu precizia necesară. Starea actuală a metrologiei în construcții.