Сущность и задачи метрологии

Основные задачи метрологии:
развитие общей теории измерений;
установление единиц физических величин;
разработка методов и средств измерений;
разработка методов определения точности измерения;
обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений;
установление эталонов и образцовых средств измерений;
разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств рабочим средствам измерений.

Основные метрологические
понятия и термины
Законодательная метрология – раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства направлений и единообразие средств измерений.
Теоретическая метрология – раздел метрологии, посвященный изучению ее теоретических основ.
Практическая метрология – раздел метрологии, изучающий вопросы практического применения в различных сферах деятельности результатов теоретических исследований в рамках метрологии и положений законодательной метрологии.

Основные понятия, которыми оперирует метрология, приведены ниже.
Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.
Размер физической величины – количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию “физическая величина”.
Значение физической величины – оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Отвлеченное число, входящее в значение физической величины, называется числовым значением (12 кг – значение массы тела).
Единица физической величины – физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1.
Система единиц физических величин – совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин и образованная в соответствии с принятыми принципами.

Измеряемые величины характеризуются не только количественно, но и качественно.
Размерность является качественной характеристикой измеряемой величины.
Пример
2кг размерность массы
Количественной характеристикой измеряемой величины служит ее размер
Пример
Килограмм размер массы

Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Классификация измерений
общим приемам получения результатов измерений - прямые, косвенные, совместные, совокупные;
числу измерений в серии - однократные, многократные;
метрологическому назначению - технические, метрологические;
характеристике точности - равноточные, неравноточные;
отношению тс изменению измеряемой величины - статические динамические;
выражению результата измерений - абсолютные, относительные.

Классификация измерений в зависимости от применяемых средств:
Органолептические измерения - измерения, основанные на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса)
Эвристические измерения - измерения, основанные на интуиции.
Инструментальные измерения - измерения, выполняемые с помощью специальных технических средств. Среди них могут быть автоматизированные и автоматические.

Важнейшими требованиями, предъявляемыми к измерениям, в том числе и технологическим, являются единство и точность измерений.
Единство измерений - такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений обеспечивает взаимозаменяемость изделий, например, деталей, изготавливаемых по одному чертежу на разных предприятиях.
Точность измерений - качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Чем меньше разность между измеренным и истинным значением, тем выше точность. Количественно точность может быть выражена обратной величиной модуля относительной погрешности.

К основным характеристикам качества измерений относится точность, правильность, сходимость и воспроизводимость.
Точность измерений - качество измерений, отражающее близость результатов к истинному значению измеряемой величины.
Правильность измерений - качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в их результатах
.
Сходимость измерений - качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.
Воспроизводимость измерений - качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины
Погрешности измерений можно разделить по следующим признакам:
способу выражения - абсолютные и относительные;
характеру проявления - систематические и случайные;
условиям изменения измеряемой величины - статические и динамические;
способу обработки измерений - средние арифметические и средние квадратические;
полноте охвата измерительной задачи - частные и полные;
отношению к единице физической величины - погрешность воспроизведения единицы, хранения единицы, передачи размера единицы физической величины.

Методы измерений
Метод измерений - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Метод непосредственной оценки - метод измерении, в котором измерение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия ( измерения длины изделия линейкой)
Метод сравнения с мерой характеризуется тем, что измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями).

Виды средств измерений
Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (гиря - мера массы). Меры, в свою очередь, подразделяют на однозначные и многозначные меры, набор мер.
Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (показывающий монометр для измерения давления).
Измерительный преобразователь - средство измерение
предназначенное для выработки сигнала измерительной информации форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования обработки хранения, но не поддающейся непосредственному наблюдателем (термопары, измерительные усилители).

Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств предназначенная для выработки сигналов измерительной информации форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, расположенная в одном месте (установка для определения физико-механических показателей материалов для одежды, для определения ткани).
Измерительная система - совокупность средств измерений (измерительных приборов, измерительных преобразователей) вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи предназначенная для выработки сигналов измерительной информации форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (использования в автоматических системах управления (централизованного автоматического измерения и контроля температуры швейном производстве).

Основные характеристики средств измерений
Метрологические характеристики - характеристики, оказывающие влияние на результаты и погрешности средств измерений.
Нормируемые метрологические характеристики - характеристики, позволяющие в конкретных условиях применения определить погрешность результатов измерения; получить расчетным путем на основе характеристик отдельных технических устройств достоверную оценку метрологических характеристик устройств измерения и измерительных систем (диапазон измерений , чувствительность и т.д.)
Обобщенной характеристикой средств измерений является класс точности.
Класс точности средства измерений - обобщенная характеристика средства измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений.