Vrste in metode meritev. Vrste meritev in njihove značilnosti Merilne metode vrste karakteristik

Merilne metode (MI)– način pridobivanja merilnih rezultatov z uporabo principov in merilnih instrumentov.

MI se delijo na

Metoda neposrednega ocenjevanja

Vrednost merjene količine se odčita neposredno z odčitavalne naprave neposredno delujoče merilne naprave.

Prednost– hitrost meritev, zaradi česar je nepogrešljiva pri praktična uporaba. Slabost: omejena natančnost.

Metoda primerjave z mero

Izmerjena vrednost se primerja z vrednostjo, ki jo poustvari merilo. Primer: merjenje dolžine z ravnilom.

Prednost– večja natančnost meritev kot pri neposredni metodi ocenjevanja. Pomanjkljivost je, da izbira ukrepov vzame veliko časa.

Metoda nasprotovanja

Merjena količina in količina, ki jo poustvari merilo, hkrati delujeta na primerjalno napravo, s pomočjo katere se ugotavlja razmerje med tema količinama.

Na primer, tehtanje na enakoročni tehtnici, pri kateri se meri masa, je opredeljeno kot vsota mase uteži, ki jo uravnotežijo, in odčitkov na tehtnici.

Prednost– zmanjšanje vpliva dejavnikov, ki vplivajo na popačenje merilnih informacijskih signalov, na merilne rezultate. Slabost: podaljšan čas tehtanja.

Diferencialna (diferencialna) metoda

Zanj je značilna razlika med izmerjeno in znano (ponovljiva mera) količino. Na primer meritev s primerjavo z delovnim standardom na kompatorju, ki se izvaja pri preverjanju dolžinskih mer.

Prednost- pridobivanje rezultatov z visoko natančnostjo, tudi pri uporabi relativno grobih sredstev za merjenje razlike.

Ničelna metoda

Metoda primerjave z merilom, pri kateri je posledični učinek izpostavljenosti primerjalni napravi izničen.

Metoda ujemanja

Metoda primerjave z mero, pri kateri se razlika med vrednostmi iskane in reproducirane mere količin meri z uporabo sovpadanja oznak lestvice ali periodičnih signalov.

Prednost– metoda omogoča znatno povečanje natančnosti primerjave z mero. Pomanjkljivost je strošek nakupa bolj zapletenih SRM in potreba po profesionalnem znanju operaterja.

Metoda zamenjave

Na podlagi primerjave z mero, pri kateri se izmerjena količina nadomesti z znano količino, ki jo reproducira mera, pri čemer ostanejo vsi pogoji nespremenjeni. Na primer tehtanje z izmeničnim polaganjem izmerjene mase in uteži na isto tehtnico.

Prednosti– merilna napaka je majhna, saj jo določa predvsem merilna napaka in mrtva cona naprave (nič - indikator). Pomanjkljivost je potreba po uporabi večvrednih mer.

Posredna merilna metoda jaz

Meritev fizikalne količine enega imena, povezane z drugo želeno količino, določeno s funkcionalnim razmerjem, z naknadnim izračunom z reševanjem kontrole. Posredne metode se pogosto uporabljajo v kemijskih preskusnih metodah.

Prednosti– sposobnost merjenja količin, za katere ni neposrednih metod ocenjevanja ali ne dajejo zanesljivih rezultatov ali so povezane z velikimi stroški. Slabosti: povečana poraba časa in denarja za merjenje.

1.6. Organizacija državne meroslovne službe

Državna metrološka služba Rusije (SMS) je skupek državnih meroslovnih organov in je ustanovljen za vodenje dejavnosti za zagotavljanje enotnosti meritev.

Splošno upravljanje HMS izvaja državni standard Ruske federacije, ki mu zakon "o zagotavljanju enotnosti meritev" dodeljuje naslednje funkcije:

• medregijsko in medsektorsko usklajevanje dejavnosti za zagotavljanje enotnosti meritev;
• Vzpostavitev pravil za ustvarjanje, odobritev, shranjevanje in uporabo standardov količinskih enot;
• Določitev splošnih meroslovnih zahtev za sredstva, metode in rezultate meritev;
• Državni meroslovni nadzor in nadzor;
• Spremljanje skladnosti s pogoji mednarodnih pogodb Ruske federacije o priznavanju rezultatov preskusov in preverjanju merilnih instrumentov;
• Odobritev regulativnih dokumentov za zagotovitev enotnosti meritev;
• Odobritev državnih standardov;
• Vzpostavitev verifikacijskih intervalov za merilne instrumente;
• Uvrstitev tehničnih naprav med merilne instrumente;
• Vzpostavitev postopka za razvoj in certificiranje merilnih tehnik;
• Vodenje in usklajevanje dejavnosti Državnih znanstvenih meroslovnih centrov (SSMC).
• Akreditacija državnih preizkuševalnih centrov za merilne instrumente;
• Odobritev tipa merilnih instrumentov;
• Vzdrževanje državnega registra merilnih instrumentov;
• Vzpostavitev postopka za licenciranje dejavnosti pravnih in fizičnih oseb v proizvodnji, popravilu, prodaji in najemu merilnih instrumentov;
• Organizacija dejavnosti in akreditacija meroslovnih služb pravnih oseb za pravico do opravljanja kalibracijskih del;
• Načrtovanje in organizacija meroslovnega dela;

HMS vključuje sedem državnih znanstvenih meroslovnih centrov, Vseruski znanstveno-raziskovalni inštitut za meroslovno službo (VNIIMS) in približno 100 standardizacijskih in meroslovnih centrov.

Dejavnosti teh služb vodi Gosstandart Ruske federacije, ki usklajuje svoje delo z delom državne službe za migracije na podlagi enotne tehnične politike.

Pravice in obveznosti

Pravice in obveznosti strukturne delitve meroslovna služba v centralnem uradu, v matičnih in baznih organizacijah meroslovne službe, pa tudi v podjetjih in organizacijah so določene s pravilnikom o meroslovni službi državnega organa ali pravne osebe, ki ga potrdi njihov vodja.

Dejavnosti meroslovnih služb podpirajo zakonodajni in podzakonski akti, ki urejajo različna področja, vključno z meroslovno podporo proizvodnje in certificiranjem sistemov kakovosti; standardi in sredstva za merjenje, nadzor in testiranje; specialisti s strokovnimi posebno usposabljanje, usposobljenost in izkušnje pri izvajanju meroslovnih del in storitev.

Financiranje

Financiranje dela Za izpolnjevanje nalog matične organizacije se izvajajo iz centraliziranih sredstev ustreznega državnega organa, za osnovno organizacijo pa iz posebej ustvarjenih zunajproračunskih sredstev.

Meroslovne službe podjetij se lahko akreditirajo za pravico do kalibracije merilnih instrumentov na podlagi sporazumov, sklenjenih z državnimi znanstvenimi meroslovnimi centri ali organi državne službe za migracije.

Kot je navedeno zgoraj, je merjenje postopek eksperimentalnega pridobivanja ene ali več vrednosti količine, ki ji je mogoče razumno pripisati. Vrednost merjene veličine je odvisna od pogojev merjenja, izbrane metode, vrste merilnega instrumenta itd.

Glavne merilne značilnosti vključujejo merilna načela, merilne metode in merilno natančnost.

Merilni princip je fizikalni pojav (učinek), ki je osnova za meritve z eno ali drugo vrsto merilnega instrumenta.

Veliko število fizikalnih učinkov, ki so jih odkrili znanstveniki med raziskavami, se uporablja kot merilna načela. Na primer uporaba Dopplerjevega učinka za merjenje hitrosti; uporaba Hallovega učinka za merjenje indukcije magnetno polje; uporaba gravitacije pri merjenju mase s tehtanjem.

Primeri uporabe različnih merilnih principov so piezoelektrični učinek, termoelektrični učinek in fotoelektrični učinek.

Piezoelektrični učinek sestoji iz pojava EMF na površini (ploskvah) nekaterih kristalov (kremen, turmalin, umetni piezoelektrični materiali) pod vplivom zunanjih sil. Največjo uporabo za meritve so našli kremen in piezokeramika (na primer barijev titanat), ki imata precej visoko mehansko trdnost in temperaturno stabilnost (kremen do temperature 200 °C; piezokeramika - do 115 °C).

Piezoelektrični učinek reverzibilen: emf, uporabljen na piezoelektričnem kristalu, povzroči mehansko napetost na njegovi površini. Merilni pretvorniki na osnovi piezoelektričnega učinka so za dinamične meritve samogeneracijski.

Termoelektrični učinek uporablja se za merjenje temperature, uporabljata pa se dva glavna načina za realizacijo tega učinka.

V prvem primeru se uporablja lastnost spreminjanja električnega upora kovin in polprevodnikov s temperaturnimi spremembami. Pogosto uporabljeni kovini sta baker (za rutinske meritve) in platina (za visoko natančne meritve). Ustrezni merilni pretvornik imenujemo termistor. Občutljivi elementi polprevodniškega pretvornika - termistorja - so izdelani iz oksidov različnih kovin. Z naraščanjem temperature se upornost termistorja zmanjšuje, medtem ko se upor termistorja povečuje. Odvisnost upora termistorjev od temperaturnih sprememb je nelinearna, pri termistojih iz platine pa je aproksimirana s kvadratnim trinomom.

Platinum termistorji vam omogočajo merjenje temperatur v območju od -200°C do +1000°C.

Za meritve se uporabljajo zunanji in notranji fotoelektrični učinki. Zunanji fotoelektrični učinek se pojavi v izpraznjenem valju, ki ima anodo in fotokatodo. Ko je fotokatoda osvetljena, se pod vplivom svetlobnih fotonov oddajajo elektroni. Ko je med anodo in fotokatodo električna napetost, elektroni, ki jih odda fotokatoda, tvorijo električni tok, imenovan fototok.

Na ta način se svetlobna energija pretvori v električno.

Metoda merjenja– to je skupek tehnik (metod) za primerjavo merjene količine z njeno enoto (ali merilom) v skladu z izbranim principom merjenja.

Merske metode delimo na metode neposrednega ocenjevanja in metode primerjave z merilom. Metode primerjave z mero delimo na kontrastne, diferencialne, ničelne, substitucijske in koincidenčne metode.

Metoda neposrednega ocenjevanja sestoji iz določanja vrednosti fizikalne količine z uporabo naprave za branje neposredno delujoče merilne naprave. Na primer, merjenje napetosti z voltmetrom. Ta metoda je najpogostejša, vendar je njena natančnost odvisna od natančnosti merilnega instrumenta.

Metoda primerjave z mero uporablja primerjavo izmerjene vrednosti z vrednostjo, ki jo poustvari mera. Točnost meritev je lahko večja od točnosti neposredne ocene.

Kontrastna metoda temelji na hkratnem vplivu merjene in ponovljive količine na primerjalno napravo, s pomočjo katere se ugotavlja razmerje med količinama. Na primer merjenje teže z uporabo tehtnice in niza uteži.

Kdaj diferencialna metoda na merilno napravo vpliva razlika med izmerjeno količino in znano količino, ki jo reproducira merilo. V tem primeru se izravnava izmerjene vrednosti z znano ne izvede v celoti. Na primer, merjenje enosmerne napetosti z uporabo diskretnega delilnika napetosti, vira referenčne napetosti in voltmetra.

Uporaba ničelna metoda nastali učinek vpliva obeh veličin na primerjalno napravo se izniči, kar zabeleži zelo občutljiva naprava - ničelni indikator. Na primer, merjenje upora upora z uporabo štirikrakega mostu, pri katerem je padec napetosti na uporu z neznanim uporom uravnotežen s padcem napetosti na uporu z znanim uporom.

Metoda zamenjave temelji na izmeničnem priklopu merjene in znane količine na vhod naprave in na podlagi dveh odčitkov naprave ocenimo vrednost merjene količine, nato pa z izbiro znane količine zagotovimo, da oba branja sovpadata.

S to metodo je mogoče doseči visoko natančnost merjenja z visoko natančnostjo merjenja znane količine in visoko občutljivostjo naprave. Na primer natančno merjenje majhne napetosti z visoko občutljivim galvanometrom, na katerega najprej priključimo vir neznane napetosti in določimo odklon kazalca, nato pa z nastavljivim virom znane napetosti enak odklon kazalca. kazalec je dosežen. V tem primeru je znana napetost enaka neznani.

Po metodi naključja določite razliko med izmerjeno vrednostjo in vrednostjo, ki jo poustvari merilo, z uporabo sovpadanja oznak na lestvici ali periodičnih signalov. Na primer, merjenje hitrosti vrtenja dela z utripajočo stroboskopsko svetilko: opazovanje položaja oznake na vrtečem se delu v trenutkih utripanja luči določi hitrost dela iz znane frekvence utripov in premik oznake.

Preverjanje izpolnjevanja obveznih zahtev in pravil se izvaja na način državne kontrole (nadzora) nad izpolnjevanjem obveznih zahtev.

Natančnost meritev je določena s bližino ničle merilne napake, tj. bližina merilnih rezultatov pravi vrednosti količine.

Prava vrednost merjene količine– vrednost fizikalne količine, ki bi idealno odražala ustrezno lastnost predmeta v kvantitativnem in kvalitativnem smislu.

Dejanska vrednost izmerjene količine je eksperimentalno ugotovljena vrednost, ki je tako blizu pravi vrednosti, da jo je mogoče uporabiti namesto nje za določen namen.

Zaradi značilnosti naših čutil (vida in sluha) in nepopolnosti merilnih instrumentov, ki jih uporabljamo, je nemogoče določiti pravo vrednost izmerjene vrednosti.

Lahko samo navedemo, da je med dvema vrednostma, od katerih je ena vzeta s primanjkljajem, druga pa s presežkom. Bližje kot so te vrednosti druga drugi, manjša je njihova razlika, natančnejša je torej meritev.

Mersko napako lahko kvantitativno izrazimo v enotah izmerjene vrednosti ali glede na napako na merilni rezultat, vendar točnosti meritev ne moremo ugotoviti neposredno iz merilnih rezultatov. Zato običajno govorijo o visoki (srednji, nizki) merilni natančnosti v kvalitativnem smislu.

Zato je bolj priročno kvantificirati natančnost meritev z napako.

Tako naloga eksperimentatorja ni samo določiti to ali ono želeno vrednost, ampak tudi navesti, kakšna je natančnost določanja te vrednosti ali, z drugimi besedami, kakšna je dovoljena vrednost napake.

Trenutno obstaja veliko vrst meritev, ki se razlikujejo po fizični naravi merjene količine in dejavnikih, ki določajo različne pogoje in načine merjenja. Glavne vrste meritev fizikalne količine, vključno z linearno-kotnimi (GOST 16263–70), so naravnost, posredno, kumulativno, sklep, absolutno in relativno.

Najbolj razširjena uporaba neposredne meritve , ki sestoji iz dejstva, da se želena vrednost merjene količine najde iz eksperimentalnih podatkov z uporabo merilnih instrumentov. Linearno dimenzijo lahko nastavite neposredno z lestvicami ravnila, merilnega traku, čeljusti, mikrometra, delujočo silo - z dinamometrom, temperaturo - s termometrom itd.

Enačba neposrednega merjenja ima obliko:

kjer je Q želena vrednost merjene količine; X je vrednost izmerjene količine, pridobljena neposredno iz odčitkov merilnih instrumentov.

posredno– takšne meritve, pri katerih je želena količina določena z znanim razmerjem med to količino in drugimi količinami, dobljenimi z neposrednimi meritvami.

Posredna merilna enačba ima obliko:

Q = f (x 1, x 2, x 3, ...),

kjer je Q želena vrednost posredno merjene količine; x 1, x 2, x 3, ... – vrednosti količin, izmerjene z neposredno meritvijo.

Posredne meritve uporablja se v primerih, ko je želene količine nemogoče ali zelo težko neposredno izmeriti, tj. direktni način merjenja ali kadar neposredni način merjenja daje manj natančen rezultat.

Primeri posredne vrste meritev so določitev prostornine paralelepipeda z množenjem treh linearnih količin (dolžine, višine in širine), določenih z neposredno vrsto meritve, izračun moči motorja, določitev električne upornosti prevodnika z njegovo upornostjo, dolžina in površino prečnega prereza itd.

Primer posredne meritve je tudi meritev povprečnega premera zunanjega pritrdilnega navoja po metodi »treh žic«. Ta metoda temelji na najbolj natančni določitvi povprečnega premera navoja d2 kot premera običajnega valja, katerega generatrisa deli profil navoja na enake dele P/2 (slika 2.1):

kjer je Dmeas – razdalja, vključno s premeri žice, pridobljena z neposrednimi meritvami;

d 2 – premer žice, ki zagotavlja stik s profilom navoja v točkah, ki ležijo na generatorju d 2;

α – kot profila navoja;

P – korak navoja.

Agregatne meritve se izvaja s hkratnim merjenjem več istoimenskih količin, pri katerih se želena vrednost najde z reševanjem sistema enačb, pridobljenih z neposrednimi meritvami različnih kombinacij teh količin. Primer kumulativnih meritev je kalibracija uteži v nizu z uporabo znane mase ene od njih in rezultatov neposrednih primerjav mas različnih kombinacij uteži.

Na primer, treba je umeriti zgorelo maso 1; 2; 5; 10 in 20 kg. Primerna teža je 1 kg, označena z 1 volumen.

Opravimo meritve in vsakič spremenimo kombinacijo uteži:

1 = 1 06 + A; 1 + l obrat = 2 + b; 2 = 2 + z; 1+2 + 2 = 5 + d itd.

Pisma A, b, z, d– neznane vrednosti uteži, ki jih je treba dodati ali odšteti od mase uteži. Z reševanjem sistema enačb lahko določite vrednost vsake uteži.

Skupne meritve– hkratne meritve dveh ali več različnih količin za iskanje razmerja med njimi, na primer meritve prostornine telesa z meritvami različnih temperatur, ki določajo spremembo prostornine tega telesa.

Glavne vrste meritev, ki temeljijo na naravi merilnih rezultatov za različne fizikalne količine, vključujejo absolutne in relativne meritve.

Absolutne meritve temeljijo na neposrednih meritvah ene ali več fizikalnih količin. Primer absolutne meritve bi bilo merjenje premera ali dolžine valja s čeljusti ali mikrometrom ali merjenje temperature s termometrom.

Absolutne meritve spremlja ocena celotne izmerjene vrednosti.

Relativne meritve temeljijo na merjenju razmerja med merjeno količino, ki igra vlogo enote, ali merjenju količine glede na istoimensko količino, vzeto za izhodiščno. Kot vzorci se pogosto uporabljajo standardne mere v obliki ravniparalelnih končnih dolžinskih mer.

Primer relativnih meritev so lahko meritve kalibrov čepov in sponk na horizontalnih in vertikalnih optimetrih z nastavitvijo merilnih instrumentov po standardnih merah. Pri uporabi referenčnih standardov ali referenčnih delov lahko relativne meritve izboljšajo točnost merilnih rezultatov v primerjavi z absolutnimi meritvami.

Poleg obravnavanih vrst meritev glede na glavno značilnost - način pridobivanja merilnega rezultata, vrste meritev razvrščamo tudi glede na točnost merilnih rezultatov - na enako natančni in neenakopravni, glede na število meritev – na večkraten in enkrat, glede na spremembo izmerjene vrednosti skozi čas – po statična in dinamično, zaradi prisotnosti stika merilne površine merilnega instrumenta s površino izdelka - na stik in brezkontaktno in itd.

Glede na meroslovni namen meritve delimo na tehnične– proizvodne meritve, nadzor in preverjanje in meroslovni– meritve z največjo možno natančnostjo z uporabo standardov za reprodukcijo enot fizikalnih veličin za prenos njihove velikosti na delujoče merilne instrumente.

Metode merjenja

V skladu z RMG 29–99 so glavne merilne metode metoda neposrednega ocenjevanja in primerjalne metode: diferencialna, ničelna, substitucijska in naključna.

Neposredna metoda– merilna metoda, pri kateri se vrednost količine določi neposredno iz naprave za odčitavanje neposredno delujoče merilne naprave, na primer merjenje gredi z mikrometrom in sile z mehanskim dinamometrom.

Metode za primerjavo z mero– metode, pri katerih se izmerjena vrednost primerja z vrednostjo, ki jo poustvari merilo:

diferencialna metoda za katerega je značilno merjenje razlike med izmerjeno količino in znano količino, ki jo poustvari mera. Primer diferencialne metode je merjenje z voltmetrom razlike med dvema napetostama, od katerih je ena znana z veliko natančnostjo, druga pa je želena vrednost;

ničelna metoda– pri katerem je razlika med merjeno količino in merilom zmanjšana na nič. V tem primeru ima ničelna metoda to prednost, da je mera lahko večkrat manjša od izmerjene vrednosti, na primer pri tehtanju na tehtnici, ko je breme, ki se tehta, na eni roki, niz referenčnih uteži pa na drugi. ;

substitucijska metoda– metoda primerjanja z merilom, pri kateri se izmerjena vrednost nadomesti z znano vrednostjo, ki jo reproducira merilo. Metoda zamenjave se uporablja pri tehtanju z izmeničnim postavljanjem izmerjene mase in uteži na isto lestvico;

metoda naključja– metoda primerjanja z merilom, pri kateri se razlika med merjeno količino in vrednostjo, ki jo ponazarja merilo, meri s sovpadanjem oznak na skali ali periodičnih signalov. Primer uporabe te metode je merjenje dolžine s pomično merilom.

Glede na vrsto uporabljenih merilnih instrumentov ločimo instrumentalne, ekspertne, hevristične in organoleptične merilne metode.

Instrumentalna metoda temelji na uporabi posebnih tehničnih sredstev, vključno z avtomatiziranimi in avtomatiziranimi.

Strokovna metoda Ocena temelji na presoji skupine strokovnjakov.

Hevristične metode ocene temeljijo na intuiciji.

Organoleptične metode ocene temeljijo na uporabi človeških čutil. Ocena stanja objekta se lahko izvede s poelementnimi in kompleksnimi meritvami. Za metodo po elementih je značilno merjenje vsakega parametra izdelka posebej. Na primer, ekscentričnost, ovalnost, rez cilindrične gredi. Kompleksna metoda za katerega je značilno merjenje splošnega kazalnika kakovosti, na katerega vplivajo njegove posamezne komponente. Na primer, merjenje radialnega odtoka cilindričnega dela, na katerega vplivajo ekscentričnost, ovalnost itd.; nadzor položaja profila vzdolž mejnih kontur itd.

Merska metoda je skupek tehnik za uporabo principov in merilnih instrumentov.

A). Metoda neposrednega ocenjevanja je sestavljena iz določanja vrednosti fizikalne količine z uporabo naprave za branje neposredno delujoče merilne naprave. Na primer, merjenje napetosti z voltmetrom je najpogostejše, vendar je njegova natančnost odvisna od natančnosti merilne naprave.

B).Metoda primerjave z merilom - v tem primeru se izmerjena vrednost primerja z vrednostjo, ki jo merilo poustvari. Točnost meritev je lahko višja od točnosti neposredne ocene.

Obstajajo naslednje vrste primerjalne metode z mero:

Kontrastna metoda, pri katerem merjena in reproducirana količina hkrati vplivata na primerjalno napravo, s pomočjo katere se vzpostavi razmerje med količinama. Primer: Merjenje teže z uporabo vzvodne tehtnice in uteži.

Diferencialna metoda, pri katerem na merilno napravo vpliva razlika med izmerjeno vrednostjo in znano vrednostjo, ki jo reproducira merilo. V tem primeru se izravnava izmerjene vrednosti z znano ne izvede v celoti. Primer: Merjenje enosmerne napetosti z uporabo diskretnega delilnika napetosti, vira referenčne napetosti in voltmetra.

Ničelna metoda, pri katerem se nastali učinek vpliva obeh količin na primerjalno napravo izniči, kar zabeleži zelo občutljiva naprava - ničelni indikator. Primer: Merjenje upora upora z uporabo štirikrakega mostu, pri katerem je padec napetosti na uporu z neznanim uporom uravnotežen s padcem napetosti na uporu z znanim uporom.

Metoda zamenjave, pri katerem sta na vhod naprave izmenično povezani merjena in znana količina, vrednost merjene količine pa ocenita iz dveh odčitkov naprave, nato pa z izbiro znane količine zagotovita, da sta obe odčitki sovpadajo. S to metodo je mogoče doseči visoko natančnost merjenja z visoko natančnostjo merjenja znane količine in visoko občutljivostjo naprave. Primer: točna, natančna meritev majhne napetosti z visoko občutljivim galvanometrom, na katerega najprej priključimo vir neznane napetosti in določimo odklon kazalca, nato pa z nastavljivim virom znane napetosti enak odklon kazalca. kazalec je dosežen. V tem primeru je znana napetost enaka neznani.

Metoda ujemanja, pri katerem se razlika med izmerjeno vrednostjo in vrednostjo, ki jo reproducira merilo, meri z uporabo sovpadanja oznak lestvice ali periodičnih signalov. Primer: merjenje hitrosti vrtenja dela z utripajočo stroboskopsko svetilko: opazovanje položaja oznake na vrtečem se delu v trenutkih utripanja luči, hitrost dela se določi iz znane frekvence utripov in premika. znamke.

Vrste meritev (če jih ne delimo glede na vrste merjenih fizikalnih veličin na linearne, optične, električne itd.) vključujejo meritve:

• neposredno in posredno,
• kumulativno in skupno,
• absolutno in relativno,
• enojni in večkratni
• tehnične in meroslovne,
• enaki in neenaki,
• enako razpršeni in neenakomerno razpršeni,
• statično in dinamično.

Glede na način pridobivanja merilnega rezultata ločimo neposredne in posredne meritve.

Pri neposrednih meritvah se želena vrednost količine določi neposredno iz naprave za prikaz merskih informacij uporabljenega merilnega instrumenta. Formalno, brez upoštevanja merilne napake, jih lahko opišemo z izrazom

kjer je Q izmerjena količina,

Posredne meritve so meritve, pri katerih se želena vrednost neke količine ugotovi na podlagi znanega razmerja med to količino in količinami, ki so predmet neposrednih meritev. Formalni zapis za tako meritev

Q = F (X, Y, Z, ...),

kjer so X, Y, Z,... rezultati neposrednih meritev.

Merjenje določene množice fizikalnih veličin je razvrščeno glede na homogenost (ali heterogenost) merjenih veličin.

Pri agregatnih meritvah se meri več istoimenskih količin.

Skupne meritve vključujejo merjenje več količin različnih imen, da bi na primer našli razmerje med njimi.

Pri meritvah lahko za prikaz rezultatov uporabimo različne ocenjevalne lestvice, vključno s tistimi, ki so graduirane bodisi v enotah fizikalne količine, ki se meri, bodisi v različnih relativnih enotah, vključno z brezdimenzijskimi. V skladu s tem je običajno razlikovati med absolutnimi in relativnimi meritvami.

Glede na število ponovljenih meritev iste količine ločimo enkratne in večkratne meritve, večkratne meritve pa implicitno pomenijo naknadno matematično obdelavo rezultatov.

Meritve glede na točnost delimo na tehnične in meroslovne ter na enako natančne in neenakomerno natančne, enako razpršene in neenakomerno razpršene.

Tehnične meritve se izvajajo z vnaprej določeno natančnostjo, z drugimi besedami, napaka tehničnih meritev ne sme presegati vnaprej določene vrednosti.

Meroslovne meritve izvajamo z najvišjo možno natančnostjo, z doseganjem minimalne merilne napake.

Ocena enake točnosti in neekvivalentnosti, ekvidisperzije in neekvivalenčnosti rezultatov več serij meritev je odvisna od izbrane omejitvene mere razlike v napakah ali njihovih naključnih komponentah, katerih specifična vrednost se določi glede na meritev. naloga.

Pravilneje je označiti statične in dinamične meritve glede na sorazmernost načina zaznavanja vhodnega signala merilnih informacij in njegove transformacije. Pri merjenju v statičnem (kvazistatičnem) načinu je hitrost spremembe vhodnega signala nesorazmerno nižja od hitrosti njegove pretvorbe v merilnem vezju, vse spremembe pa se zabeležijo brez dodatnih dinamičnih popačenj. Pri merjenju v dinamičnem načinu se dodatne (dinamične) napake pojavljajo zaradi prehitrih sprememb same merjene fizikalne veličine ali vhodnega signala merilne informacije iz konstantne merjene veličine.

Kolčkov V.I. MEROSLOVJE, STANDARDIZACIJA IN CERTIFIKACIJA. M.: Učbenik

3. Meroslovje in tehnične meritve

3.2. Vrste in metode meritev

Merjenje- postopek iskanja vrednosti fizikalne veličine empirično z uporabo merilnih instrumentov.

Rezultat procesa je vrednost fizikalne količine Q = qU, Kje q- številčno vrednost fizikalne količine v sprejetih enotah; U- enota fizikalne količine. Vrednost fizikalne količine Q, ugotovljeno med merjenjem, se imenuje veljaven.

Princip merjenja- fizikalni pojav ali niz fizikalni pojavi, ki so osnova meritev. Na primer, merjenje telesne teže s tehtanjem z gravitacijo, sorazmerno masi, merjenje temperature s termoelektričnim učinkom.

Metoda merjenja- nabor tehnik za uporabo principov in merilnih instrumentov.

Merilni instrumenti (MI) se uporabljajo t tehnična sredstva s standardiziranimi meroslovnimi lastnostmi.

Obstajajo različne vrste meritev. Razvrstitev vrst meritev se izvaja na podlagi narave odvisnosti izmerjene vrednosti od časa, vrste merilne enačbe, pogojev, ki določajo točnost merilnega rezultata, in metod izražanja teh rezultatov.

• Glede na naravo odvisnosti izmerjene vrednosti od časa merjenja jih delimo na statične in dinamične meritve.

Statično - to so meritve, pri katerih izmerjena količina ostaja konstantna v času. Takšne meritve so na primer meritve dimenzij izdelka, konstantnega tlaka, temperature itd.

Dinamično - to so meritve, pri katerih se izmerjena vrednost skozi čas spreminja, na primer merjenje tlaka in temperature med stiskanjem plina v valju motorja.

• Glede na način pridobivanja rezultatov, ki ga določa vrsta merilne enačbe, obstajajo neposredno, posredno, agregatne in skupne meritve.

Neposredno - to so meritve, pri katerih se želena vrednost fizikalne količine nahaja neposredno iz eksperimentalnih podatkov. Neposredne meritve lahko izrazimo s formulo Q = X, Kje Q- želeno vrednost merjene količine in X- vrednost, pridobljena neposredno iz eksperimentalnih podatkov. Primeri takšnih meritev so: merjenje dolžine z ravnilom ali tračnim merilom, merjenje premera s kalibrom ali mikrometrom, merjenje kota s kotomerom, merjenje temperature s termometrom itd.

posredno - to so meritve, pri katerih se vrednost količine določi na podlagi znanega razmerja med želeno količino in količinami, katerih vrednosti so ugotovljene z neposrednimi meritvami. Tako se vrednost izmerjene količine izračuna po formuli Q = F(x1, x2 ... xN), Kje Q- želeno vrednost merjene količine; F- znana funkcionalna odvisnost, x1, x2, … , xN- vrednosti količin, dobljenih z neposrednimi meritvami. Primeri posrednih meritev: določanje prostornine telesa z neposrednimi meritvami njegovih geometrijskih dimenzij, ugotavljanje električne upornosti prevodnika z njegovim uporom, dolžino in površino preseka, merjenje povprečnega premera niti s trižično metodo. itd. Posredne meritve se pogosto uporabljajo v primerih, ko je želene količine nemogoče ali pretežko izmeriti z neposredno meritvijo. Obstajajo primeri, ko je količino mogoče izmeriti le posredno, na primer dimenzije astronomskega ali znotrajatomskega reda.

Agregat - To so meritve, pri katerih so vrednosti izmerjenih veličin določene na podlagi rezultatov ponavljajočih se meritev ene ali več istoimenskih veličin za različne kombinacije mer ali teh veličin. Vrednost želene količine se določi z reševanjem sistema enačb, sestavljenega iz rezultatov več neposrednih meritev. Primer agregatnih meritev je določanje mase posameznih uteži kompleta, tj. izvajanje kalibracije z znano maso enega od njih in na podlagi rezultatov neposrednih meritev in primerjave mas različnih kombinacij uteži. Oglejmo si primer kumulativne meritve, ki je sestavljena iz umerjanja uteži, sestavljene iz uteži, ki tehtajo 1, 2, 2*, 5, 10 in 20 kg. Številne uteži (razen 2*) predstavljajo zgledne mase različnih velikosti. Zvezdica označuje težo, ki ima drugačno vrednost od natančne vrednosti 2 kg. Kalibracija je sestavljena iz določanja mase vsake uteži z uporabo ene referenčne uteži, na primer uteži, ki tehta 1 kg. S spreminjanjem kombinacije uteži bomo opravili meritve. Sestavimo enačbe, kjer maso posameznih uteži označimo s številkami, na primer 1 arr pomeni maso standardne uteži 1 kg, potem: 1 = 1 arr + a; 1 + 1 obrat = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d itd. Navedene so dodatne uteži, ki jih je treba dodati masi uteži, navedene na desni strani enačbe, ali od nje odšteti, da se tehtnica uravnoteži. a, b, c, d. Z rešitvijo tega sistema enačb lahko določite maso vsake uteži.

Sklep - so sočasne meritve dveh ali več različnih veličin, da se ugotovi funkcionalna povezava med njimi. Primeri skupnih meritev so določanje dolžine palice kot funkcije njene temperature ali odvisnosti električnega upora prevodnika od tlaka in temperature.

• Glede na pogoje, ki določajo točnost rezultata, meritve delimo na trije razredi.

1. Meritve z največjo možno natančnostjo, dosegljivo z obstoječo stopnjo tehnologije. Ta razred vključuje vse visoko natančne meritve in predvsem referenčne meritve, povezane z največjo možno natančnostjo reprodukcije uveljavljenih enot fizikalnih veličin. Sem sodijo tudi meritve fizikalnih konstant, predvsem univerzalnih, na primer merjenje absolutne vrednosti gravitacijskega pospeška.

2. Kontrolne in verifikacijske meritve, katerih napaka z določeno verjetnostjo ne sme preseči določene določene vrednosti. Ta razred zajema meritve, ki jih izvajajo državni kontrolni (nadzorni) laboratoriji za skladnost z zahtevami tehničnih predpisov, kot tudi stanje merilna tehnologija in tovarniški merilni laboratoriji. Te meritve zagotavljajo napako rezultata z določeno verjetnostjo, ki ne presega določene vnaprej določene vrednosti.

3. Tehnične meritve , pri katerem je napaka rezultata določena z značilnostmi merilnih instrumentov. Primeri tehničnih meritev so meritve, opravljene med proizvodnim procesom pri industrijska podjetja, v storitvenem sektorju itd.

• Glede na način izražanja merilnih rezultatov obstajajo absolutno in relativno meritve.

Absolutno so meritve, ki temeljijo na neposrednih meritvah ene ali več osnovnih količin ali na uporabi vrednosti fizikalnih konstant. Primeri absolutnih meritev so: določitev dolžine v metrih, električni tok v amperih, gravitacijski pospešek v metrih na sekundo na kvadrat.

Sorodnik so meritve, pri katerih želeno količino primerjamo z istoimensko količino, ki ima vlogo enote ali pa je vzeta za izhodiščno. Primeri relativnih meritev so: merjenje premera lupine s številom vrtljajev merilnega valja, merjenje relativne zračne vlažnosti, definirane kot razmerje med količino vodne pare v 1 kubičnem metru zraka in količino vodne pare, ki nasiči 1 kubični meter zraka pri določeni temperaturi.

• Glede na način določanja vrednosti zahtevanih količin obstajata dve glavni metodi merjenja metoda neposrednega ocenjevanja in metoda primerjave z merilom.

Metoda neposrednega ocenjevanja - merilna metoda, pri kateri se vrednost količine ugotavlja neposredno z odčitka neposredno delujoče merilne naprave. Primeri takšnih meritev so: merjenje dolžine z ravnilom, mere delov z mikrometrom, naklonometra, tlaka z manometrom itd.

Metoda primerjave z mero - merilna metoda, pri kateri se izmerjena vrednost primerja z vrednostjo, ki jo reproducira merilo. Na primer, za merjenje premera merilnika se optimometer nastavi na nič z uporabo bloka merilnih blokov, rezultat meritve pa se pridobi iz navedbe puščice optimometra, ki je odstopanje od ničle. Tako se izmerjena vrednost primerja z velikostjo merilnega bloka. Obstaja več vrst primerjalne metode:

a) metoda nasprotovanja, pri katerem izmerjena vrednost in vrednost, ki jo reproducira merilo, hkrati vplivata na primerjalno napravo, ki omogoča ugotavljanje razmerja med temi vrednostmi, na primer merjenje upora z uporabo mostnega vezja z vključitvijo kazalne naprave v diagonalo most;

b) diferencial metoda, pri kateri se izmerjena količina primerja z znano količino, ki jo poustvari mera. Ta metoda na primer določa odstopanje nadzorovanega premera dela na optimometru, potem ko je bil nastavljen na nič z uporabo bloka merilnih blokov;

V) nič metoda je tudi vrsta primerjalne metode z merilom, pri kateri se rezultatski učinek vpliva količin na primerjalno napravo izniči. Ta metoda meri električni upor z uporabo mostnega vezja s popolnim uravnoteženjem;

d) z metodo tekme razlika med izmerjeno vrednostjo in vrednostjo, ki jo reproducira merilo, se določi s sovpadanjem oznak na skali ali periodičnih signalov. Na primer, pri merjenju s kalibrom se oznake glavne in nonijusne lestvice ujemajo.

• Glede na način pridobivanja merskih informacij so lahko meritve kontaktne in brezkontaktne.
• Odvisno od vrste , uporabljeni merilni instrumenti , razlikovati instrumentalno, ekspertno, hevristično in organoleptično merilne metode.

Instrumentalna metoda temelji na uporabi posebnih tehničnih sredstev, vključno z avtomatiziranimi in avtomatiziranimi.

Strokovna metoda Ocena temelji na presoji skupine strokovnjakov.

Hevristične metode ocene temeljijo na intuiciji.

Organoleptične metode ocene temeljijo na uporabi človeških čutil. Lahko se izvede ocena stanja objekta po elementih in kompleksno meritve. Element za elementom Za metodo je značilno merjenje vsakega parametra izdelka posebej. Na primer, ekscentričnost, ovalnost, rez cilindrične gredi. Kompleksna metoda za katerega je značilno merjenje splošnega kazalnika kakovosti, na katerega vplivajo njegove posamezne komponente. Na primer, merjenje radialnega odtoka cilindričnega dela, na katerega vplivajo ekscentričnost, ovalnost itd.; nadzor položaja profila vzdolž mejnih kontur itd.

Teorija Delavnica Naloge Informacije