Средства измерений и основные понятия

Средства измерений и основные понятия

• Средство измерения – устройство с метрологическими характеристиками, используемое для измерений.
• Классификация средств измерений основана на типе, виде и метрологическом назначении.
• Тип – совокупность однотипных средств измерений, построенных по одинаковым принципам и техусловиям.
• Вид – совокупность приборов для измерения одной физической величины.
• Средства измерений делятся на: измерительные инструменты, измерительные преобразователи, измерительные системы.
• Измерительные инструменты воспроизводят физическую величину заданного размера (например, катушки, измерительные блоки).
• Различают однозначные (один размер) и многозначные (несколько размеров) измерения.
• Измерительные устройства формируют измерительные сигналы, понятные наблюдателю.
• Измерительные приборы имеют считывающие устройства (шкалы и стрелки, цифровые индикаторы).
• Приборы делятся на индикаторные (считывание) и записывающие.
• Измерительные преобразователи не предназначены для непосредственного восприятия наблюдателем, передают, преобразуют и хранят измерительную информацию.
• Входное значение - измеряемая величина, выходное - результат преобразования.
• Функция преобразования определяет связь между входным и выходным значениями.
• Измерительная система - совокупность взаимодействующих средств измерений, облегчающих обработку, передачу и автоматическое управление информацией.

Основные элементы средств измерений

• Измерение – определение значения физической величины с помощью средств измерений.
• К основным средствам измерений относятся измерительные преобразователи (датчики) и измерительные устройства.
• Измерительные преобразователи (датчики) принимают измерительную информацию, приготавливая ее для обработки и хранения, но не для непосредственного восприятия.
• Измерительные устройства получают измерительную информацию в форме, понятной наблюдателю.
• Погрешность – основное метрологическое свойство средства измерения.
• Абсолютная погрешность – разница между показаниями прибора и истинным значением.
• Класс точности определяет пределы допускаемых погрешностей, установлены стандартами.
• Средства измерений эффективны при известном классе точности и погрешности.
• Средства измерений классифицируются по типу используемой энергии: электрические, пневматические, гидравлические, без вспомогательных источников.
• Единые сигналы данных обеспечивают передачу информации между устройствами.

Физические свойства и величины

• Объекты характеризуются свойствами.
• Свойства оцениваются количественными величинами.
• Физические величины – общие свойства физических объектов, отличающиеся количественно.
• Измерения помогают в раскрытии качественных сторон изучаемых явлений.
• Действительное значение – экспериментальное значение, приближённое к истинному.
• Погрешность – разность между измеренным и действительным значением.
• Оценивание – присвоение числового значения величине, осуществляется при помощи шкал.
• Шкала – упорядоченная последовательность значений, полученная в результате измерений.

Шкалы измерений

• Шкала физической величины – упорядоченная последовательность значений физической величины.
• Существует пять основных типов шкал.
• Условные (эмпирические) шкалы используются для порядка (например, шкала вязкости, шкала Бофорта).
• Шкала интервалов имеет одинаковые интервалы, единицу измерения и произвольный нуль (календари, температурные шкалы).
• Шкала отношений имеет естественный нуль и единицу измерения (масса, длина).
• Абсолютные шкалы – шкалы отношений с естественной, независимой от системы единиц, единицей измерения.

Единицы и системы единиц физических величин

• Единица – величина, которой задано значение, равное единице.
• Система единиц – совокупность основных и производных единиц.
• Метрическая система – основа многих систем единиц.
• Международная система единиц (СИ) – общепринятая система.
• Существовали (и существуют) и другие системы: СГС, МКГСС, МКСА.

Установление единой международной системы единиц

• Необходимость унификации единиц измерений.
• Международная система единиц (СИ) – общепринятая система единиц.
• СИ состоит из основных, дополнительных и производных единиц.

Измерение и его основные операции

• Суть прямого измерения – сравнение измеряемой физической величины с эталоном.
• Основные операции: преобразование, воспроизведение, сравнение.
• Погрешность измерения должна быть минимальной.
• Измерительное преобразование – операция, осуществляемая измерительным преобразователем, устанавливающая соответствие между величинами.
• Воспроизведение величины – создание величины заданного размера.
• Сравнение – установление отношения между измеряемой величиной и мерой.