Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ  
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БАЛАКОВСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО- ТРАНСПОРТНЫЙ ТЕХНИКУМ

 

 

 

Специальность Специалист по администрированию компьютерных сетей

 

 

Реферат

по дисциплине: «Метрология»

 

Вариант №7

 

 

 

Выполнила: Студентка группы КС-309 _____________ Лаврова Е.А.           (подпись)

Зачтено с оценкой: _________________ _________________ Родина Т.В..           (подпись)

 

Дата: ______________

 

 

 

г.Балаково

Содержание

Введение……………………………………….……………………………...1

Основная часть

Глава 1. История метрологии…………………………………………… ….. 2

Глава 2. Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование……………………………………………………….………....3

Глава 3. Сущность метрологии как науки об измерениях..................………4

Глава 4. Международные организации  по стандартизации. ……….….…...5

Глава 5 Классы точности измерения……………………………………...…8

Список используемой литературы…………………………………………..11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

Метрология

Метроло́гия — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (РМГ 29-99). Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты.

Метрология состоит из 3 разделов:

 

• Теоретическая

Рассматривает общие теоретические  проблемы (разработка теории и проблем  измерений физических величин, их единиц, методов измерений).

 

• Прикладная

Изучает вопросы практического  применения разработок теоретической  метрологии. В её ведении находятся  все вопросы метрологического обеспечения.

 

• Законодательная

Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

 

 

 Целями  и задачами метрологии являются:

 

Создание общей теории измерений;

образование единиц физических величин и систем единиц;

разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений  и единообразия средств измерений (так называемая «законодательная метрология»);

создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер  и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления  является выработка системы эталонов на основе физических констант.

 

Также метрология изучает  развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспектив

 

 

1

Основная часть

Глава 1. История метрологии

Исторически важные этапы  в развитии метрологии:

XVIII век — установление  эталона метра (эталон хранится  во Франции, в Музее мер и  весов; в настоящее время является  в большей степени историческим  экспонатом, нежели научным инструментом);

• 1832 год — создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;
• 1875 год — подписание международной Метрической конвенции;
• 1960 год — разработка и установление Международной системы единиц (СИ);
• XX век — метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.

Вехи отечественной истории  метрологии:

• присоединение к Метрической конвенции;
• 1893 год — создание Д. И. Менделеевым Главной палаты мер и весов (современное название: «Научно-исследовательский институт метрологии им. Менделеева»

 

Становление и  различия метрологии в СССР и за рубежом

Бурное развитие науки, техники  и технологии в ХХ веке потребовало  развития метрологии как науки. В  СССР метрология развивалась в качестве государственной дисциплины, т.к. нужда  в повышении точности и воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось государственное регулирование различных понятий, относящихся к метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, например ASTM. В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик государственные стандарты ( эталоны ) признаются главенствующими, в отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не пользоваться плохо зарекомендовавшим себя стандартом или прибором и договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения воспроизводимости измерений.

2

Глава 2 Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование

 

При использовании СИ принципиально  важно знать степень соответствия информации о измеряемой величине, содержащейся в выходном сигнале, ее истинному значению. С этой целью для каждого СИ вводятся и нормируются определенные метрологические характеристики (MX). Метрологические характеристики — это характеристики свойств средства измерений, оказывающие влияние на результат измерения и его погрешности. Характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально — действительными. Номенклатура MX, правила выбора комплексов нормируемых MX для средств измерений и способы их нормирования определяются стандартом ГОСТ 8.009-84 "ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений".

 

Метрологические характеристики СИ позволяют:

 

 • определять результаты  измерений и рассчитывать оценки  характеристик инструментальной  составляющей погрешности измерения  в реальных условиях применения  СИ;

 

 • рассчитывать MX каналов  измерительных систем, состоящих  из ряда средств измерений  с известными MX;

 

 • производить оптимальный  выбор СИ, обеспечивающих требуемое  качество измерений при известных  условиях их применения;

 

 • сравнивать СИ  различных типов с учетом условий  применения.

 

 

 

 

 

 

 

3

Глава 3. Сущность метрологии как науки об измерениях.

Предметом метрологии является обработка количественной информации о свойствах объектов и процессов  с заданной достоверностью.

Меры на Руси: длина - аршин, сажень (3 аршина), верста; вес - пуд (16,4 кг); жидкие тела - бочки, ведра, кружки, бутылки.

В XV-XVIII вв. в связи с  бурным ростом науки появилась необходимость  измерения (барометры, гидрометры, манометры (давление воды), паровые машины (мощность измеряется в лошадиных силах)).

В XIX-XX вв. происходят новые  физические открытия, появляется необходимость  измерения в атомной и молекулярной физике. В 1827 г. в России образована комиссия образцовых мер и весов. Д.И. Менделеев сыграл большую роль в становлении метрологической  службы, возглавляя ее с 1892 по1907 г. В 1970 г. образован Госстандарт СССР, в 1993 г. Госстандарт преобразован в  Госстандарт России.

В современном понимании  метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения  их единства и способах достижения требуемой точности. К основным направлениям метрологии относятся:

 

• общая теория измерений;

 

• единицы физических величин и их системы;

 

• методы и средства измерений; методы определения точности измерений;

 

• основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерения;

 

• эталоны и образцовые средства измерений; методы передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

 

Основным законодательным  документом в метрологии является Закон  «Об обеспечении единства измерений», принят в 1992 г., который направлен  на защиту прав и интересов граждан, экономики страны от отрицательных  последствий, недостоверных результатов  измерений.

 

 

 

 

 

4

Глава 4. Международные организации по стандартизации. Международное сотрудничество в области стандартизации

 

Международная стандартизация -- это совокупность организаций по стандартизации и продуктов их деятельности: стандартов, рекомендаций, технических отчетов и другой научно-технической продукции.

Основные цели и задачи. Международная организация по стандартизации создана в 1946 г. двадцатью пятью  национальными организациями по стандартизации. Фактически работа ее началась с 1947 г. СССР был одним из основателей организации, постоянным членом руководящих органов, дважды предстатель Госстандарта избирался  председателем организации. Россия стала членом ИСО как правопреемник  распавшегося государства.

При создании организации  и выборе ее названия учитывалась  необходимость того, чтобы аббревиатура наименования звучала одинаково  на всех языках. Для этого было решено использовать греческое слово isos -- равный. Вот почему на всех языках мира Международная организация по стандартизации имеет краткое название ISO (ИСО).

Сфера деятельности ИСО касается стандартизации во всех областях, кроме  электротехники и электроники, относящихся  к компетенции Международной  электротехнической комиссии (МЭК). Некоторые  виды работ выполняются совместными  усилиями этих организаций. Кроме стандартизации ИСО занимается и проблемами сертификации.

ИСО определяет свои задачи следующим образом: содействие развитию стандартизации и смежных видов  деятельности в мире с целью обеспечения  международного обмена товарами и услугами, а также развития сотрудничества и интеллектуальной, научно-технической  и экономической областях.

 

Основные объекты стандартизации и количество стандартов (в % от общего числа) характеризуют обширный диапазон интересов организации:

 

• Машиностроение 29

 

• Химия 13

 

• Неметаллические материалы 12

 

• Руды и металлы 9

 

• Информационная техника 8

 

 

 

5

 Международные организации по стандартизации

 

• Сельское хозяйство 8

 

• Строительство 4

 

• Специальная техника 3

 

• Охрана здоровья и медицина 3

 

• Основополагающие стандарты 3

 

• Окружающая среда 3

 

• Упаковка и транспортировка товаров 2

 

Остальные стандарты относятся  к здравоохранению и медицине, охране окружающей среды, другим техническим  областям. Вопросы информационной технологии, микропроцессорной техники и  т. п. - это объекты совместных разработок ИСО/МЭК. В последние годы ИСО  уделяет много внимания стандартизации систем обеспечения качества. Практическим результатом усилий в этих направления  являются разработка и издание международных  стандартов. При их разработке ИСО  учитывает ожидания всех заинтересованных сторон-производителей продукции (услуг), потребителей, правительственных кругов, научно-технических и общественных организаций.

 

На сегодняшний день в  состав ИСО входят 120 стран своими национальными организациями по стандартизации. Россию представляет Госстандарт РФ в качестве комитета - члена ИСО. Всего в составе  ИСО более 80 комитетов-членов. Кроме  комитетов-членов членство в ИСО  может иметь статус членов-корреспондентов, которыми являются организации по стандартизации развивающихся государств. Категория  член-абонент введена для развивающихся  стран. Комитеты-члены имеют право  принимать участие в работе любого технического комитета ИСО, голосовать по проектам стандартов, избираться в  состав Совета ИСО и быть представленными  на заседаниях Генеральной ассамблеи. Члены-корреспонденты (их 22) не ведут  активной работы в ИСО, но имеют право  на получение информации о разрабатываемых  стандартах. Члены-абоненты уплачивают льготные взносы, имеют возможность  быть в курсе международной стандартизации.

 

 

6

Международные организации по стандартизации

Сильные национальные организации  в странах-членах ИСО являются опорой для ее функционирования. Поэтому  комитетами-членами признаются только те организации, которые наилучшим  образом отражают положение своей  страны в области стандартизации и имеют значительный опыт и компетентность, что требуется для эффективной  деятельности по международной стандартизации.

 

Национальные организации - это проводники всех достижений ИСО  в свои страны, а также выразители национальной точки зрения в соответствующих  технических комитетах организаций.

 

Организационная структура. Организационно в ИСО входят руководящие  и рабочие органы. Руководящие  органы: Генеральная ассамблея (высший орган), Совет, Техническое руководящее  бюро. Рабочие органы - технические  комитеты (ТК), подкомитеты (ПК), технические  консультативные группы (ТКГ).

 

Генеральная ассамблея - это  собрание должностных лиц и делегатов, назначенных комитетами-членами. Каждый комитет-член имеет право предоставить не более трех делегатов, но их могут  сопровождать наблюдатели. Члены-корреспонденты и члены-абоненты участвуют как  наблюдатели.

 

Совет руководит работой  ИСО в перерывах между сессиями Генеральной ассамблеи. Совет имеет  право, не созывая Генеральной ассамблеи, направить в комитеты-члены вопросы  для консультации или поручить комитетам-членам их решение. На заседаниях Совета решения  принимаются большинством голосов  присутствующих на заседаниях комитетов  членов Совета. В период между заседаниями  и при необходимости Совет  может принимать решения путем  переписки.

 

Совету ИСО подчиняется  семь комитетов: ПЛАКО (техническое  бюро), СТАКО (комитет по изучению научных  принципов стандартизации); КАСКО (комитет  по оценке соответствия); ИНФКО (комитет  по научно-технической информации); ДЕВКО (комитет по оказанию помощи развивающимся  странам); КОПОЛКО (комитет по защите интересов потребителей); РЕМКО (комитет  по стандартным образцам).

 

 

 

 

 

 

7

Глава 5 Классы точности и измерения

 

Для обеспечения единства измерений и взаимозаменяемости средств измерений характеристики их метрологических свойств (метрологические  характеристики) нормируются и регламентируются стандартами. Номенклатура метрологических  характеристик и полнота, с которой  они должны описывать те или иные свойства средств измерений, зависят  от назначения средств измерений, условий  эксплуатации, режима работы и многих других факторов. В полном перечне  метрологических характеристик  можно выделить следующие их группы:

 

• - градуировочные характеристики, определяющие соотношение между сигналами на входе и выходе средства измерений в статическом режиме. К ним относятся, например, номинальная статическая характеристика преобразования (градуировочная характеристика) прибора, но­минальное значение меры, пределы измерения, цена деления шкалы, вид и параметры цифрового кода в цифровом приборе;

 

• - показатели точности средства измерения, позволяющие оценить инструментальную составляющую погрешности результата измерения;

 

• - динамические характеристики, отражающие инерционные свойства средств измерения и необходимые для оценивания динамических погрешностей измерений;

 

• - функции влияния, отражающие зависимость метрологических характеристик средств измерения от воздействия влияющих величин или неинформативных параметров входного сигнала.

 

Неинформативным называется параметр входного сигнала, не связанный  непосредственно с измеряемой величиной, но оказывающий влияние на результат  измерения, например, частота переменного  электрического тока при измерении  его амплитуды.

Обычно метрологические  характеристики нормируются раздельно  для нормальных и рабочих условий  применения средств измерений. Нормальными  считаются такие условия, при  которых изменением метрологических  характеристик под воздействием влияющих величин можно пренебречь.

 

 

 

8

Классы точности и измерения

Учет всех нормируемых  метрологических характеристик  средства измерений при оценивании погрешности результата измерений, как видно, сложная и трудоемкая процедура, оправданная при измерениях повышенной точности. При измерениях на производстве, в обиходе такая  точность не всегда нужна. В то же время, определенная информация о возможной  инструментальной составляющей погрешности  измерения необходима. Такая информация дается указанием класса точности средства измерений.

 

 Под классом точности  понимают обобщенную характеристику  точности средств измерений данного  типа, определяемую пределами допускаемой  основной погрешности. Классы  точности присваивают средствам  измерений при их разработке  на основании исследований и  испытаний представительной партии  средств измерения данного типа. При этом пределы допускаемых  погрешностей нормируют и выражают  в форме абсолютных, приведенных  или относительных погрешностей, в зависимости от характера  изменения погрешностей в пределах  диапазона измерений. Приведенной  называется относительная погрешность,  вычисленная в процентах от  некоторого нормирующего значения. В качестве нормирующего обычно  принимается конечное значение  шкалы (верхний предел измерения  для приборов с односторонней  шкалой или сумма пределов  — для приборов с нулем посредине)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Глава 6 Метрологические свойства и метрологические характеристики средств измерений

Метрологические свойства СИ — это свойства, влияющие на результат  измерений и его погрешность. Показатели метрологических свойств  являются их количественной характеристикой  и называются метрологическими характеристиками.

 

Метрологические характеристики, устанавливаемые НД, называют нормируемыми метрологическими характеристиками.

 

 Все метрологические  свойства СИ можно разделить  на две группы:

 

1) свойства, определяющие  область применения СИ;

 

2) свойства, определяющие  качество измерения.

 

 К основным метрологическим  характеристикам, определяющим свойства  первой группы, относятся диапазон  измерений и порог чувствительности.

 

Порог чувствительности —  наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение  выходного сигнала. Например, если порог  чувствительности весов равен 10 мг, то это означает, что заметное перемещение  стрелки весов достигается при  таком малом изменении массы, как 10 мг.

 

 К метрологическим  свойствам второй группы относятся  три главных свойства, определяющих  качество измерений: точность, сходимость  и воспроизводимость измерений.

 

 Наиболее широко в  метрологической практике используется  первое свойство — точность  измерений. Рассмотрим его наиболее  подробно. Точность измерений СИ  определяется их по­грешностью.

Погрешность* — это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Для рабочего СИ за действительное значение принимают показания рабочего эталона низшего разряда (допустим, 4-го), для эталона 4-го разряда, в свою очередь, — значение физической величины, полученное с помощью рабочего эталона 3-го разряда.

 

 

 

 

10

Список используемой литературы

Литература

 

 

1. Учебное пособие разработано в рамках обще профессиональной дисциплины ОПД.Ф.05 «Метрология, стандартизация и сертификация»

 

2. Федеральный Закон № 184-ФЗ «О техническом регулировании», 2003 г (с последующими изменениями).

 

3. Федеральный Закон № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», 2008 г. (с последующими изменениями).

 

4. Ресурсы интернета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11