МЕТРОЛОГИЯ • Большая российская энциклопедия

Прикладная метрология

свя­за­на с вос­про­из­ве­де­ни­ем шкал из­ме­ре­ний, ка­либ­ров­кой средств из­ме­ре­ний, по­вер­кой средств из­ме­ре­ний. Реа­ли­за­ция раз­ме­ров еди­ниц из­ме­ре­ний, шкал из­ме­ре­ний, ме­то­дов из­ме­ре­ний осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем дос­ти­же­ний ес­те­ст­вен­ных на­ук (пре­ж­де все­го фи­зи­ки и хи­мии) и при­бо­ро­строе­ния. Раз­ви­тие М. на­прав­ле­но на по­выше­ние точ­но­сти из­ме­ре­ний, по­это­му боль­шие раз­де­лы М. по­свя­ще­ны ме­то­дам и ме­то­ди­кам из­ме­ре­ний, ве­ро­ят­но­ст­ным, ста­ти­стич. и экс­пе­рим. ме­то­дам оце­нок не­оп­ре­де­лён­но­стей из­ме­ре­ний, по­греш­но­стей ре­зуль­та­тов и средств из­ме­ре­ний. Обыч­но из­ме­ре­ния вы­пол­ня­ют­ся с по­мо­щью спец. уст­ройств – средств из­ме­ре­ний. При этом для дос­ти­же­ния един­ст­ва из­ме­ре­ний осу­ще­ст­в­ля­ет­ся гра­дуи­ров­ка, ка­либ­ров­ка или по­вер­ка средств из­ме­ре­ний с по­мо­щью эта­ло­нов, вос­про­из­во­дя­щих шка­лы из­ме­ре­ний или раз­ме­ры еди­ниц из­ме­ре­ний. Не­ко­то­рые из­ме­ре­ния осу­ще­ст­в­ля­ют­ся по экс­перт­ным шка­лам без яв­но­го при­ме­не­ния средств из­ме­ре­ний (напр., оцен­ки учеб­ных и спор­тив­ных дос­ти­же­ний, эко­но­мич. по­ка­за­те­лей).

Видео

Средства измерений

Средство измерения (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Средства измерений многообразны. Однако для этого множества можно выделить некоторые общие признаки, присущие всем средствам измерений независимо от области применения.

По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений, средства измерений делят на метрологические и рабочие.

Метрологические СИ предназначены для метрологических целей — воспроизведения единицы и (или) ее хранения или передачи размера единицы рабочим СИ.

Рабочие СИ – СИ, предназначенные для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим СИ.

По отношению к измеряемой ФВ СИ подразделяются на основные и вспомогательные.

Основные СИ – СИ той ФВ, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей.

Вспомогательные СИ – СИ той ФВ, влияние которой на основное СИ или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности.

Эти СИ применяют для контроля над поддержанием значений влияющих величин в заданных пределах.

По уровню автоматизации все СИ делят на неавтоматические (имеется в виду обычный прибор, например, рычажный микрометр), автоматические и автоматизированные.

Автоматические СИ – СИ, производящие без участия человека измерения величины и все операции, связанные с обработкой результатов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработки управляющих сигналов.

Примеры: измерительные или контрольные автоматы, встроенные в автоматическую технологическую линию (технологическое оборудование, станок и др.), измерительные роботы, обладающие хорошими манипуляционными свойствами.

Автоматизированное СИ – СИ, производящее в автоматическом режиме одну или часть измерительных операций. Например, счетчик газа (измерение и регистрация данных с нарастающим итогом).

Мера ФВ – СИ, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения и передачи ФВ одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с заданной точностью.

Измерительный прибор – СИ, предназначенное для получениязначений измеряемой величины в установленном диапазоне и вырабатывающий сигнал измерительной информации в форме, доступной наблюдателю для непосредственного восприятия (последнее относится к показывающим приборам).

Аналоговый измерительный прибор – СИ, показания которого являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины. Например,весы, манометр, амперметр, измерительная головка со шкальными отсчетными устройствами.

Цифровым измерительным прибором (ЦИП) называется СИ, автоматически вырабатывающее дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме. При измерениях с помощью ЦИП исключаются субъективные ошибки оператора.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких ФВ и расположенная в одном месте.

Например, поверочная установка, испытательный стенд, измерительная машина для измерения удельного сопротивления материалов.

Измерительная система (ИС) — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, компьютеров и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта с целью измерений одной или нескольких ФВ, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. Измерительная система может содержать десятки измерительных каналов.

В зависимости от назначения ИС разделяют на измерительные информационные, измерительные контролирующие, измерительные управляющие и пр.

Различают также достаточно условно информационно-измерительные системы (ИИС) и компьютерно — измерительные системы (КИС).

Измерительную систему, перестраиваемую в зависимости от изменения измерительной задачи, называют гибкой измерительной системой (ГИС).

Измерительный – вычислительный комплекс (ИВК) – функционально объединенная совокупность СИ, компьютеров и вспомогательных устройств, предназначенных для выполнения в составе ИС конкретной измерительной функции.

Компьютерно — измерительная система (КИС), иначе виртуальный прибор, состоит из стандартного или специализированного компьютера со встроенной платой (модулем) сбора данных.

Измерительный преобразователь (ИП) – техническое средствос нормативными

метрологическими характеристиками, служащее дляпреобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи. ИП входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, ИС и др.), или применяется вместе с каким – либо СИ.

Примеры ИП. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) или аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Передающий преобразователь – измерительный преобразователь, служащий для

дистанционной передачи сигнала измерительной информации к другим устройствам или

системам (термопара в термоэлектрическом термометре).

Первичный измерительный преобразователь или просто первичный преобразователь (ПП) — измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая ФВ;

Понятие о контроле и испытаниях

Некоторые понятия, связанные с определением«измерение»

Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенные в основу измерения (механический, оптико-механический, эффект Доплера для измерения скорости движения объекта).

Методика выполнения измерений (МВИ) – установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом.

Метрологические институты и организации

По­сле уч­ре­ж­де­ния в 1875 МБМВ, вслед­ст­вие рос­та гос. зна­чи­мо­сти М., в стра­нах ста­ли соз­да­вать­ся НМИ, в ко­то­рых хра­нят­ся нац. ис­ход­ные эта­ло­ны и про­во­дят­ся на­уч. ис­сле­до­ва­ния в об­лас­ти М.: Гл. па­ла­та мер и ве­сов в Рос­сии (1893, её ор­га­ни­за­то­ром и пер­вым управ­ляю­щим был Д. И. Мен­де­ле­ев), Фи­зи­ко-тех­нич. ин-т в Гер­ма­нии (1887), Нац. фи­зич. ла­бо­ра­то­рия в Ве­ли­ко­бри­та­нии (1899), Нац. бю­ро эта­ло­нов в США (1901) и т. д. В СССР су­ще­ст­во­ва­ло 11 НМИ и их фи­лиа­лов. По­яв­ле­нию НМИ в разл. го­су­дар­ст­вах и под­ня­тию на бо­лее вы­со­кий уро­вень ме­ж­ду­нар. со­труд­ни­че­ст­ва по М. спо­соб­ст­во­ва­ло под­пи­са­ние 14.10.1999 ди­рек­то­ра­ми НМИ го­су­дарств – чле­нов Мет­рич. кон­вен­ции (в т. ч. Рос­сии) «Со­гла­ше­ния МКМВ о вза­им­ном при­зна­нии нац. эта­ло­нов и сер­ти­фи­ка­тов ка­либ­ров­ки и из­ме­ре­ний, вы­да­вае­мых нац. мет­ро­ло­гич. ин­сти­ту­та­ми». Для осу­ще­ст­в­ле­ния это­го со­гла­ше­ния соз­дан ряд ме­ж­ду­нар. ре­гио­наль­ных мет­ро­ло­гич. ор­га­ни­за­ций: КООМЕТ (Ев­ро-Ази­ат­ское со­труд­ни­че­ст­во нац. мет­ро­ло­гич. ин-тов), ЕВРАМЕТ (Ев­роп. ас­со­циа­ция нац. мет­ро­ло­гич. ин-тов) и др., а так­же их Объ­е­ди­нён­ный ко­ми­тет.

В РФ функ­цио­ни­ру­ют гос. на­уч. метро­ло­гич. ин-ты (ГНМИ): Все­рос. НИИ мет­ро­ло­гии им. Д. И. Мен­де­лее­ва (ВНИИМ, быв. Гл. па­ла­та мер и ве­сов, С.-Пе­тер­бург), Все­рос. НИИ фи­зи­ко-тех­нич. и ра­дио­тех­нич. из­ме­ре­ний (ВНИИФТРИ, пос. Мен­де­лее­во Моск. обл., его фи­лиа­лы: Вос­точ­но-Си­бир­ский в Ир­кут­ске, Даль­не­во­сточ­ный в Ха­ба­ров­ске, Кам­чат­ский в Пе­тро­пав­лов­ске-Кам­чат­ском), Все­рос. НИИ оп­ти­ко-фи­зич. из­ме­ре­ний (ВНИИОФИ, Мо­ск­ва), Все­рос. НИИ рас­хо­до­мет­рии (ВНИИР, Ка­зань), Все­рос. НИИ мет­ро­ло­гич. служ­бы (ВНИИМС, Мо­ск­ва), Ураль­ский НИИ мет­ро­ло­гии (УНИИМ, Ека­те­рин­бург), Си­бир­ский гос. НИИ мет­ро­ло­гии (СНИИМ, Но­во­си­бирск). Осн. на­прав­ле­ния дея­тель­но­сти ГНМИ: фун­дам. и при­клад­ные ис­сле­до­ва­ния, экс­пе­рим. раз­ра­бот­ки и на­уч­но-тех­нич. дея­тель­ность в об­лас­ти ОЕИ; раз­ра­бот­ка, со­вер­шен­ст­во­ва­ние, со­дер­жа­ние, сли­че­ние и при­ме­не­ние гос. пер­вич­ных эта­ло­нов; уча­стие в раз­ра­бот­ке про­ек­тов нор­ма­тив­ных до­ку­мен­тов в об­лас­ти ОЕИ; про­ве­де­ние обя­зат. мет­ро­ло­гич. экс­пер­ти­зы со­дер­жа­щих­ся в про­ек­тах нор­ма­тив­ных пра­во­вых ак­тов РФ тре­бо­ва­ний к из­ме­ре­ни­ям и сред­ст­вам из­ме­ре­ний; уча­стие в ме­ж­ду­нар. со­труд­ни­че­ст­ве в об­лас­ти мет­ро­ло­гии.

Классификация средств измерений

 Средства измерения (СИ) классифицируются в зависимости от:

1. Способов конструктивной реализации.
2. Метрологического назначения.

По способам конструктивной реализации СИ разделяют на:

• меры величины;
• измерительные преобразователи;
• измерительные установки;
• измерительные приборы;
• измерительные системы.

Меры величины — это фиксированные СИ, которые неоднократно используются. Они делятся на:

1. Однозначные — стандартные образцы (СО).
2. Многозначные.

К СО относятся:

1. Стандартный образец состава обладает фиксированным значением величины, которое отражает количество содержащихся в нем частей.
2. Стандартный образец свойств вещества обладает фиксированным значением величины, которое выражает свойства материала.

До начала использования каждый стандартный образец проходит метрологическую аттестацию. В зависимости от уровня использования выделяют государственные, отраслевые, межгосударственные СО и СО предприятий. 

Среди измерительных преобразователей выделяют:

• аналоговые;
• цифроаналоговые;
• аналого-цифровые.

Измерительные приборы являются СИ с фиксированным диапазоном. Различают:

• приборы прямого действия — результат получают непосредственно с прибора;
• приборы сравнения — результат получают путем сравнения с известной соответствующей величиной.

Теги