→ Metrológia és szabványosítás
A metrológia fogalma
A metrológia fogalma
A metrológia a mérések, azok egységét biztosító módszerek és eszközök tudománya, valamint a kívánt pontosság elérésének módjai. A metrológia egy sor kifejezésen és fogalmon alapul, amelyek közül a legfontosabbakat az alábbiakban ismertetjük.
A fizikai mennyiség olyan tulajdonság, amely minőségileg sok fizikai objektumra jellemző, de mennyiségileg minden egyes objektumra egyedi. A fizikai mennyiségek a hossz, tömeg, sűrűség, erő, nyomás stb.
Definíció szerint a fizikai mennyiség egységéhez 1-gyel egyenlő számértéket rendelünk. Például tömeg 1 kg, erő 1 N, nyomás 1 Pa. Egy fizikai mennyiség egységei a különböző mértékegységrendszerekben eltérőek lehetnek, például 1 kgf ~ 10 N erő esetén.
A fizikai mennyiség értéke egy adott objektum fizikai mennyiségének számszerű becslése elfogadott mértékegységekben.
A műszaki mérések különböző értékek meghatározására szolgálnak fizikai mennyiségek speciális technikai módszerek és eszközök. A laboratóriumi vizsgálatok során geometriai méretek, tömeg, hőmérséklet, nyomás, erő, stb. méréseket alkalmaznak. A műszaki mérések legfontosabb követelményei a mérések egységessége és pontossága.
A mérési egység a mérések azon állapota, amikor eredményeiket törvényi egységekben fejezik ki, és a mérési hibák adott valószínűséggel ismertek. A mérések egységessége azért szükséges, hogy a különböző helyeken, különböző időpontokban, sokféle műszerrel végzett mérések eredményeit össze lehessen hasonlítani.
A mérési pontosság a mérések minősége, amely tükrözi az eredményeknek a mért érték valódi értékéhez való közelségét.
A mérés során kapott fizikai mennyiség értékét, xtm, az xtm = L/“ képlettel találjuk meg, ahol A a számérték; és a fizikai mennyiség egysége.
A metrológiában különbséget tesznek a fizikai mennyiségek valódi és tényleges értékei között.
Egy fizikai mennyiség valódi értéke ideális módon minőségi és mennyiségi értelemben tükrözi az objektum megfelelő tulajdonságait. A valódi érték mérési hibáktól mentes. Mivel egy fizikai mennyiség minden értéke kísérletileg megtalálható és mérési hibákat tartalmaz, a valódi érték ismeretlen marad.
Egy fizikai mennyiség tényleges értékét kísérleti úton találjuk meg; olyan közel van a valódi értékhez, hogy bizonyos célokra helyette is használható. Nál nél műszaki mérések egy elfogadható fizikai mennyiség értéke technikai követelmények hibát veszik tényleges értéknek.
A mérési hiba a mérési eredmény eltérése a mért érték valódi értékétől. Mivel a mért mennyiség valódi értéke ismeretlen, a gyakorlatban a mérési hibákat csak hozzávetőlegesen becsülik meg, ha a mérési eredményeket összehasonlítják ugyanazon mennyiség többszörös pontossággal kapott értékével. Például a minta méreteinek vonalzóval történő mérésének hibája, amely ±1 mm, úgy becsülhető meg, hogy a mintát tolómérővel mérjük, legfeljebb ±0,05 mm hibával. Van egy abszolút hiba, amelyet a mért érték egységeiben fejeznek ki, és egy relatív hiba, ami az arány abszolút hiba a mért mennyiség tényleges értékéhez.
A mérőműszerek a mérésekhez használt, szabványos metrológiai tulajdonságokkal rendelkező műszaki eszközök. A mérőműszereket mértékekre és mérőeszközökre osztják.
A mérték egy olyan mérési eszköz, amelyet egy adott méretű fizikai mennyiség reprodukálására terveztek (például a tömeg a tömeg mértéke).
A mérőeszköz olyan mérőműszer, amely a mérési információk megfigyelő számára érthető formában történő reprodukálására szolgál. A legegyszerűbb mérőeszközöket (például vonalzót, féknyergeket) mérőeszközöknek nevezzük.
A műszerek alapvető metrológiai mutatói: skálaosztás értéke - a mért mennyiség értékeinek különbsége, amely két szomszédos skálajelnek felel meg; a skála kezdeti és végső értékei a legkisebb, ill legmagasabb érték a skálán feltüntetett mért érték; mérési tartomány - a mért érték azon értéktartománya, amelyre a megengedett hibák normalizálva vannak.
A mérési hibák az által okozott hibák kölcsönös egymásra épülésének eredménye különböző okok miatt: maguknak a mérőeszközöknek a hibája, a készülék használata és a mérési eredmények leolvasása során fellépő hibák, valamint a mérési feltételek be nem tartásából eredő hibák.
Kellően nagy számú mérés esetén a mérési eredmények számtani átlaga megközelíti a valódi értéket, a hiba csökken.
A mérések során esetenként ún. bruttó mérési hiba jelenik meg, ami jelentősen megnöveli az adott körülmények között várható hibát. A durva hibákat tartalmazó mérési eredmények megbízhatatlanokként kizárásra kerülnek.
A mérőműszereket úgy választják ki, hogy a megengedett hibájuk előre meghatározott használati feltételek mellett, pl. minden további hibát figyelembe véve nem haladta meg a szabvány vagy a műszaki specifikáció (TU) által megállapított hibát ez a típus az anyag mérése (vizsgálata). Irracionális olyan mérőműszereket használni, amelyek hibája lényegesen kisebb a szabványban előírtnál, különösen egy anyag komplex vizsgálatakor, amikor más méréseket végeznek nagyobb hiba. Például egy anyagminta tömegének és térfogatának mérését a sűrűségének számításakor olyan mérőműszerekkel kell elvégezni, amelyek megközelítőleg azonos relatív hibát adnak.
A mérések egységességét a mértékegységek megállapítása és szabványainak kialakítása biztosítja. A XI. Általános Súly- és Mértékkonferencián (1960) elfogadták a Nemzetközi Mértékegységrendszert (SI), amely a metrikus mértékrendszer alapján kidolgozott mértékegységrendszerek és egyedi nem rendszerszintű mértékegységek komplex halmazát váltotta fel. Oroszországban az SI-t szabványként fogadták el, és az építőipar területén használatát az SN 528-80 „Az építőiparban felhasználandó fizikai mennyiségek mértékegységeinek listája” szabályozza. Menj új rendszer Hazánk összetett gazdaságában rövid időn belül egységek beadása lehetetlen, ezért a mai napig a műszaki dokumentáció szempontjából a műszerek és eszközök skáláiban régi fizikai mennyiségi egységeket használnak.
Fizikai mennyiség, fizikai mennyiség valódi és tényleges értéke.
A metrológia fő mérési tárgyai a fizikai mennyiségek.
A fizikai mennyiség (a kifejezés rövid formája a „mennyiség”) bármely tudományban (fizika, kémia stb.) vizsgált anyagi rendszerek és tárgyak (jelenségek, folyamatok stb.) leírására szolgál.
A fizikai mennyiség olyan tulajdonság, amely minőségileg sok fizikai objektumra jellemző, de mennyiségileg minden egyes objektumra egyedi. Az egyéniség mennyiségi értelemben úgy értendő, hogy egy tulajdonságnak egy objektum esetében többszörösen nagyobbnak vagy kisebbnek kell lennie, mint egy másik objektum esetében.
Mint tudják, vannak alap- és származtatott mennyiségek. Az alapértékek azok, amelyek az anyagi világ alapvető tulajdonságait jellemzik. A mechanika három alapmennyiségre, a hőtechnika négyre, a fizika hétre épül.
GOST 8.417 készletek hét alapvető fizikai mennyiség- hosszúság, tömeg, idő, termodinamikai hőmérséklet, anyagmennyiség, fényerősség elektromos áram, amelynek segítségével létrejön a származtatott fizikai mennyiségek teljes választéka, és megadja a fizikai tárgyak és jelenségek tulajdonságainak leírását.
A mért mennyiségek megvannak minőségi és mennyiségi jellemzők.
A mért mennyiségek közötti minőségi különbség formalizált tükröződése a méretük. A nemzetközi ISO szabvány szerint a méretet a dim szimbólum jelzi. Az alapmennyiségek - hosszúság, tömeg és idő - méreteit a megfelelő nagybetűkkel jelöljük:
homályos I=L; homályos m = M; homályos t=T.
Egy származtatott mennyiség dimenziója az alapmennyiségek dimenzióján keresztül fejeződik ki, teljesítménymonommal:
homályos X=L α M β Tγ ..., (1)
Ahol L,M,T- a megfelelő fizikai alapmennyiségek méretei; α, β, γ - a dimenzió mutatói (annak a teljesítménynek a mutatói, amelyre az alapmennyiségek méretei emelkednek).
Minden méretjelzőnek pozitívnak vagy negatívnak, egésznek vagy törtnek, nullának kell lennie. Ha minden méretmutató nulla, akkor a mennyiséget általában dimenzió nélkülinek nevezik. Relatívnak kell lennie, amelyet az azonos nevű mennyiségek arányaként kell meghatározni (például relatív dielektromos állandó), és logaritmikusnak kell lennie, amelyet egy relatív mennyiség logaritmusaként határoznak meg (például a teljesítmények vagy feszültségek arányának logaritmusa).
Mennyiségi jellemzők a mért mennyiség szolgál annak méret.
Feladva a ref.rf
A fizikai vagy nem fizikai mennyiség méretére vonatkozó információ megszerzése minden mérés lényege.
Meg kell jegyezni, hogy a „nagyságrendű” kifejezést gyakran pusztán mennyiségi értelemben használják - azt mondják, hogy „nyomás nagysága”, „különböző nagyságú sebességek”. Ugyanakkor a nyomás és a sebesség maga a mennyiség a fent jelzett értelemben, ebben a vonatkozásban azzal, hogy „aktuális nagyságrendet” mondunk, lényegében „nagyságnagyság”-ot mondunk. Emiatt a „nagyság” kifejezést általában csak egy értelemben használjuk, mint mennyiségi és minőségi tartalmat egyaránt magában foglaló fogalom, a „mennyiség nagysága” kifejezés pedig pusztán mennyiségi értelemben használatos. Emiatt helyes azt mondani: nem a nyomás nagysága, hanem a nyomás, nem a különböző sebességek, hanem egyszerűen a különböző sebességek stb. szükséges elem A mérés olyan mértékegység, amely bármely mértékegységrendszerhez tartozhat, vagy nem rendszerszintű. Absztraktnak kell lennie, de mindenképpen részt kell vennie a mérésben, hogy kifejezze a kapott eredményeket. Egy mennyiség nagyságát mindig meghatározott számú elfogadott mértékegység fejezi ki. Más szóval, a mértékegység a mért mennyiség egy meghatározott, specifikus megvalósítása, amelynek számértékét eggyel egyenlőnek tételezzük fel. Bizonyos mennyiségi egységek méretükben eltérőek lehetnek, például méter, láb és hüvelyk, mivel hosszegységek, különböző méretű: 1 láb =0,3048 m, 1 hüvelyk = 25,4·10 -2 m.
A mérések mindig fizikai kísérletek, amelyeket mérőműszerekkel végeznek. Fizikai tapasztalat nélkül nincsenek mérések. A hazai metrológia alapítója, D. I. Mengyelejev ezt írta: „A tudomány kezdődik... attól a pillanattól kezdve, amikor elkezdenek mérni; Az egzakt tudomány elképzelhetetlen mérték nélkül. Semmilyen számítás, még a legbonyolultabb sem, nem adhat új információt fizikai tulajdonságok a mért tárgyról, kivéve, ha azokat mérőműszerekkel végzett tapasztalat előzi meg.
Fizikai mennyiség, fizikai mennyiség valódi és tényleges értéke. - koncepció és típusok. A "Fizikai mennyiség, fizikai mennyiség valódi és tényleges értéke" kategória osztályozása és jellemzői. 2014, 2015.
A fizikai mennyiségek mértékegységeinek mérésének lényege
Fizikai mennyiség– egy fizikai objektum egyik tulajdonsága ( fizikai rendszer, jelenség vagy folyamat), minőségi szempontból sok fizikai objektumra jellemző, de mennyiségileg mindegyikre egyedi. A mennyiség önmagában nem létezik, egy tárgy tulajdonságait fejezi ki.
A fizikai mennyiség mérete- egy konkrét anyagi tárgyban, rendszerben, jelenségben vagy folyamatban rejlő fizikai mennyiség kvantitatív meghatározása.
Fizikai mennyiségi érték- egy fizikai mennyiség méretének kifejezése a számára elfogadott bizonyos számú egység formájában.
A fizikai mennyiség mértékegysége- fix méretű fizikai mennyiség, amelyhez eggyel egyenlő számértéket rendelünk, és a hozzá hasonló fizikai mennyiségek mennyiségi kifejezésére használjuk.
A mérések során a fizikai mennyiség valódi és tényleges értékének fogalmát használjuk. Egy fizikai mennyiség valódi értéke - egy mennyiség értéke, amely ideálisan jellemzi a megfelelő fizikai mennyiséget minőségi és mennyiségi szempontból. Egy fizikai mennyiség valódi értéke korrelálható az abszolút igazság fogalmával. Csak egy végtelen mérési folyamat eredményeként érhető el, a módszerek és mérőműszerek végtelen fejlesztésével. Egy fizikai mennyiség valós értéke - ez egy kísérleti úton kapott fizikai mennyiség értéke, amely olyan közel áll a valódi értékhez, hogy az adott mérési feladatban helyette használható.
Fizikai mennyiségek mérése.
Mérés- alkalmazási műveletek halmaza technikai eszközöket, amely egy fizikai mennyiség egységét tárolja, biztosítva a mért mennyiség (explicit vagy implicit) kapcsolatának megtalálását az egységével, és ennek a mennyiségnek az értékét. A mérés egy kognitív folyamat, amely összehasonlításból áll fizikai kísérlet egy adott PV ismert PV-vel, mint mértékegység. A PV-ket mennyiségileg mért, meghatározott számú meghatározott mértékegység formájában, és értékelt részekre osztják, amelyekhez meghatározott szabályok szerint bizonyos számokat rendelnek.
PV egység[Q] egy fix méretű PV, amelyhez feltételesen eggyel egyenlő számérték van hozzárendelve.
PV értékK a méretének becslése bizonyos számú, számára elfogadott egység formájában.
A PV számértékeq- egy absztrakt szám, amely egy mennyiség értékének az adott PV megfelelő egységéhez viszonyított arányát fejezi ki.
Az egyenlet Q=q[Q] hívott alapvető mérési egyenlet.
PV egységek az SI rendszerben. A rendszert alkotó egységeket nevezzük rendszeregységek , és egyik rendszerben sem szereplő egységek - nem szisztémás. Az összes rendszer közül előnyben részesítik az alaprendszereket, amelyek a hossz, a tömeg és az idő egységeire épülnek. A metrikus mértékegységek egyik ilyen rendszere az MKS (méter, kilogramm, másodperc) és az SGS (centiméter, gramm, másodperc) rendszer. Korábban a mechanikai, termikus, elektromos, mágneses, fénymennyiség stb. rendszereit is széles körben alkalmazták. Nagy szám nem rendszerszintű egységek, azok a kellemetlenségek, amelyek a gyakorlatban az egyik rendszerről a másikra való áttérés során felmerülő újraszámításokkal kapcsolatban merültek fel - mindez egy egységes univerzális mértékegységrendszer létrehozásának szükségességét okozta. 1960-ban az Általános Súly- és Mértékkonferencia jóváhagyta Nemzetközi rendszer egységek - SI (SI - Systeme International). Az SI rendszer az ISS egységrendszert (mechanikai egységek) és az MCSA rendszert (elektromos egységek) foglalja magában.
Alapegységek. Az SI hét alapegységen alapul:
- méter(m) - hosszegység. Méter hosszával egyenlő az az út, amelyet a fény vákuumban megtesz 1/299792458 másodperc alatt;
– kilogramm(kg) - tömegegység. Kilogramm egyenlő a tömeggel a kilogramm nemzetközi prototípusa (39x39 mm-es platina-iridium henger).
1899-ben 43 mintát készítettek, ezekből Oroszország kettőt kapott: 12. számú (állami szabvány) és N26 (másolat szabvány);
– második(s) - időegység. A második a 9192631770
a kettő közötti átmenetnek megfelelő sugárzási periódusok
a cézium-133 atom alapállapotának hiperfinom szintjei külső mezők okozta zavarás nélkül;
– amper(A) az elektromos áram mértékegysége. Az amper egyenlő az állandó áram erősségével, amely két párhuzamos, végtelen hosszúságú és elhanyagolhatóan kis keresztmetszetű, vákuumban egymástól 1 m távolságra lévő egyenes vezetéken áthaladva kölcsönhatási erőt okozna. egyenlő 2 ∙ 10 -7 a vezető 1 m hosszú N szakaszán;
– Kelvin(K) a termodinamikai hőmérséklet mértékegysége. Kelvin egyenlő a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének 1/273,16-ával; a Celsius-skála használata is megengedett;
– vakond(mol) - az anyag mennyiségének egysége. Egy mól egyenlő az anyag mennyiségével egy olyan rendszerben, amely ugyanannyi szerkezeti elemet (atomokat, molekulákat, elektronokat stb.) tartalmaz, mint ahány 0,012 kg tömegű szénatom van a 12-ben;
– kandela(cd) - a fény mértékegysége. A kandela egyenlő egy 540 10 12 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás adott irányú fényének intenzitásával, amelynek energiaintenzitása ebben az irányban 1/683 W/sr.
Származtatott egységek. Az SI rendszer a fizikai alapegységeken kívül tartalmaz származtatott mértékegységeket is, amelyeket fizikai törvények és függőségek segítségével határoznak meg alapvető fizikai mennyiségeken, vagy alapvető és már meghatározott deriváltokon keresztül. Ide tartoznak a tér és idő mértékegységei, mechanikai, elektromos és mágneses mennyiségek, hő-, fény- és akusztikus mennyiségek, valamint az ionizáló sugárzás mennyiségei.
1 oldal
A fizikai mennyiség valódi értéke olyan érték, amely ideálisan tükrözi az objektum tulajdonságait, mind mennyiségileg, mind minőségileg. Ez az abszolút igazság, amelyre az ember törekszik, amikor számértékben próbálja kifejezni.
Egy fizikai mennyiség valódi értéke ideálisan tükrözi egy adott objektum tulajdonságait. Nem függ tudásunk eszközétől, és ez az abszolút igazság, amelyre törekszünk, növelve a mérések minőségét.
A fizikai mennyiség valódi értéke annak a fizikai mennyiségnek az értéke, amelyet a feladatnak megfelelően keresni igyekszik, és amely abszolút helyesen tükrözi ezt a mennyiséget.
A fizikai mennyiség valódi értéke egy fizikai mennyiség értéke, amely ideálisan tükrözi egy adott tárgy megfelelő tulajdonságát minőségi és mennyiségi értelemben. Az igazi jelentés gyakorlatilag elérhetetlen.
A fizikai mennyiség valódi értéke gyakorlatilag ismeretlen. Ezért a hibák kiszámításakor a mért érték valódi értéke helyett a kísérletileg megállapított valós értéket kell használni, amely olyan közel van az igazihoz, hogy ezekre a mérési célokra felhasználható legyen.
Egy fizikai mennyiség valódi értéke csak a mérések végtelen folyamata, a módszerek és a mérőműszerek végtelen fejlesztése eredményeként kapható meg. A méréstechnika minden fejlettségi szintjéhez csak egy fizikai mennyiség tényleges értékét ismerhetjük meg, amelyet a fizikai mennyiség valódi értéke helyett használunk.
A fizikai mennyiség valódi értékét olyan értékként határozzuk meg, amely ideális esetben az objektum megfelelő tulajdonságát tükrözi minőségi és mennyiségi értelemben.
Egy fizikai mennyiség valódi értékét is csak a mérések végtelen folyamata, a módszerek és a mérőműszerek végtelen fejlesztése eredményeként kaphatjuk meg. A méréstechnika minden fejlettségi szintjéhez csak egy fizikai mennyiség tényleges értékét ismerhetjük meg, amely a relatív igazság fogalmának analógja, és a fizikai mennyiség valódi értéke helyett használatos.
Egy fizikai mennyiség valódi értéke nem érhető el.
A fizikai mennyiség valódi értéke egy olyan mennyiség értéke, amely ideálisan tükrözi a tárgy megfelelő tulajdonságát minőségi és mennyiségi értelemben.
A fizikai mennyiség valódi értéke egy fizikai mennyiség értéke, amely ideális esetben a tárgy megfelelő tulajdonságát tükrözné minőségi és mennyiségi értelemben. Az elkerülhetetlen mérési hibák miatt kísérletileg lehetetlen meghatározni. A hiba a mérési eredmény eltérése a mért érték valódi értékétől (a hibákról a fejezetben olvashat bővebben. Tegyük fel, hogy egy kerek korong átmérőjét mérjük. Kétségtelen, hogy a mérési eredmény átmérőjének mérése A lemezt egyre nagyobb pontossággal lehet elvégezni, csak megfelelő pontosságú mérési eszközt kell választani, de amikor a mérőműszer hibája eléri a molekula méretet, a korong éleinek elmosódását okozza. kaotikus mozgás molekulák. Ennek eredményeként a pontosság bizonyos határain túl a korong átmérőjének fogalma elveszti eredeti jelentését, és a mérési pontosság további növelése haszontalan. Ezért az átmérő valódi értékének fogalma in ebben az esetben valószínűségi jelentést kap, és csak bizonyos valószínűséggel lehet megállapítani azt az értéktartományt, amelyben található.
A fizikai mennyiség valódi értéke egy fizikai mennyiség értéke, amely ideális esetben a tárgy megfelelő tulajdonságát tükrözné minőségi és mennyiségi értelemben. Mivel a valódi érték nem szerezhető meg, helyette a valós értéket használják.
A fizikai mennyiség valódi értéke egy fizikai mennyiség értéke, amely ideális esetben a tárgy megfelelő tulajdonságát tükrözné minőségi és mennyiségi értelemben. Az elkerülhetetlen mérési hibák miatt kísérletileg lehetetlen meghatározni. Egy kísérlet a valódi érték helyett egy fizikai mennyiség tényleges értékét állítja elő, amelynek az elsőhöz való közelítés mértéke a kísérlet céljától és a mérőműszer választott pontosságától függ.
Mivel egy fizikai mennyiség valódi értéke nem ismert, a gyakorlatban a tényleges értékét használják. Egy működő SI esetében a tényleges érték a legalacsonyabb (mondjuk a 4.) munkastandard leolvasása, a 4. fokozatú standard esetében viszont a 3. fokozatú munkastandard használatával kapott érték.
