Галуззю науки, що вивчає вимірювання, є метрологія. В її сучасному розумінні — це наука про вимірювання, методи і засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення необхідної точності [21].
Єдність вимірювань — такий стан вимірювань, при якому їх результати, виражені в узаконених одиницях і похибках вимірювань, відомі з заданою вірогідністю. Єдність вимірювань необхідна для того, щоб можна було співставляти результати вимірювань, виконаних в різних місцях, в різний час, з використанням різних методів і засобів вимірювань.
Точність вимірювань характеризується близкістю їх результатів до дійсного значення вимірюваної величини.
Таким чином, найважливішим завданням метрології є забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань. В більшості країн світу, в тому числі і у нас, заходи по забезпеченню єдності та необхідної точності вимірювань, тобто узаконенню певних одиниць вимірювань, проведення регулярної повірки мір та вимірювальних приладів, що знаходяться в експлуатації, випробування нових засобів вимірювання встановлені законодавче. Тому один із розділів метрології називається законодавчою метрологією і включає комплекси взаємозв'язаних і взаємообумов-лених загальних правил, вимог та норм, а також інші питання, які потребують регламентації та контролю з боку держави і направлені на забезпечення єдності вимірювань та однаковості засобів вимірювань.

В нашій країні це забезпечується системою стандартів державної системи вимірювань, тобто метрологія органічно пов'язана з стандартизацією, і цей зв'язок виражається перш за все в стандартизації одиниць вимірювання, системі державних еталонів, засобів вимірювання і методів повірки, в створенні стандартних зразків властивостей складу речовин.

В свою чергу, стандартизація спирається на метрологію, яка забезпечує вірність і порівняння результатів випробування матеріалів і виробів, а також запозичує із метрології методи визначення і контролю показників якості. Важлива задача — підвищення показників якості продукції — знаходиться в прямій залежності від ступеня метрологічного обслуговування виробництва. Першочерговим завданням метрологічного забезпечення якості продукції є розробка і впровадження в стандарти науково обгрунтованих критеріїв якості та методів випробування.

В зв'язку з тим, що значення фізичної величини визначають експериментальним шляхом, вона має похибку вимірювань. Розрізняють істинне і дійсне значеня фізичної величини [22].

- 120 -
Істинне значення — це значення фізичної величини, яке ідеальним чином відображає в якісному і кількісному відношенні відповідну властивість об'єкту. Воно є границею, до якої наближається значення фізичної величини в міру того, як підвищується точність вимірювань.

Дійсне значення — це значення фізичної величини, знайдене експериментальним шляхом і настільки наближене до істинного значення, що для певної мети може бути використане замість нього. Це значення змінюється в залежності від необхідної точності вимірювань. При технічних вимірюваннях значення фізичної величини, знайдене з допустимою похибкою, приймається за дійсне значення.

Похибка вимірювання — це відхилення результату вимірювань від істинного значення вимірюваної величини.

При проведенні вимірювань користуються прийнятою міжнародними стандартами системою одиниць СІ [23].

4.4.2. Класифікація вимірювань і основні їх характеристики

Вимірювання класифікуються таким чином [21,22]. В залежності від часу вимірюванні величини поділяються на: Статичні, якщо вимірювана величина залишається постійною в часі.
Динамічні, якщо в процесі вимірювання величина змінюється і є несталою в часі.
По способу отримання результатів вимірювань їх поділяють на прямі, побічні, сукупні і спільні.
Прямі — це вимірювання, при яких шукане значення фізичної величини знаходять безпосередньо з експериментальних даних.
Побічні — це вимірювання, результат яких визначають на основі прямих вимірювань величин, пов'язаних з вимірюваною величиною відомою залежністю.
Сукупні — це вимірювання, при яких одночасно проводяться вимірювання кількох однойменних величин, а значення шуканої величини знаходять рішенням системи рівнянь, отриманих при прямих вимірюваннях.
Спільні — це вимірювання, що проводяться одночасно для двох або декількох неоднойменних величин для знаходження функціональної залежності між ними.
За умовами, що визначають точність результатів, вимірювання поділяються на три класи:

- 121 -

/. Вимірювання максимально можливої точності, яка може бути досягнута при існуючому рівні техніки. До них відносяться в першу чергу еталонні вимірювання, що пов'язані з максимально можливою точністю відтворення встановлених одиниць фізичних величин, і, крім того, вимірювання фізичних констант, перш за все універсальних.
Контрольна-повірочні вимірювання, похибки яких не по

винні перевищувати певного заданого значення. До них відно

сяться вимірювання, що виконуються територіальними центра

ми державного нагляду за впровадженням і додержанням стан

дартів і стану вимірювальної техніки.
Технічні вимірювання, в яких похибка результату визна

чається характеристиками засобів вимірювання. До них відно

сяться всі вимірювання, що виконуються в процесі виготовлен

ня виробів.
По способу вираження результатів вимірювання їх поділяють на абсолютні і відносні.
Абсолютні — це вимірювання, які основані на прямих вимірюваннях однієї або кількох основних величин, або з використанням значень фізичних констант.
Відносні — це вимірювання відношення величини до однойменної величини, що відіграє роль одиниці, або вимірювання величини по відношенню до однойменної величини, що прийнята за вихідну.
Всі методи вимірювань можуть виконуватись контактним способом, при якому вимірювальні поверхні приладу взаємодіють з виробом, що перевіряється, або безконтактним способом, при якому взаємодія відсутня.
Основними характеристиками вимірювань є: принцип вимірювань, метод вимірювань, похибка, точність, вірність і достовірність вимірювань.
Принцип вимірювань — фізичне явище або сукупність фізичних явищ, що покладені в основу вимірювань. Наприклад, вимірювання температури з використанням термоелектричного ефекту.
Метод вимірювань — сукупність прийомів використання принципів і засобів вимірювання. Засобами вимірювань є вживані технічні засоби, що мають нормовані метрологічні характеристики.
Вірність вимірювань — це якість вимірювання, що відображає близкість до нуля систематичних похибок результатів (тобто таких похибок, які залишаються постійними або закономірно

- 122 - змінюються при повторних вимірюваннях однієї і тієї ж величини).
Достовірність вимірювань — це довіра до результатів вимірювання.
Вимірювання можуть буги достовірними і недостовірними в залежності від того, відомі чи невідомі ймовірні характеристики їх відхилень від дійсних значень відповідних величин. Результати вимірювань, ймовірність яких невідома, не мають ніякої цінності і в деяких випадках можуть служити джерелом дезинформації.
Присутність похибок обмежує достовірність вимірювань, тобто вносить обмеження в число достовірних значущих цифр числового значення вимірюваної величини і визначає точність вимірювань.

4.4.3. Класифікація засобів вимірювання в техніці І їх метрологічні характеристики

Засоби вимірювань — це технічні засоби, що використовуються при вимірюваннях і які мають нормовані метрологічні характеристики. Засоби вимірювань поділяються на міри, вимірювальні прилади, вимірювальні перетворювачі, допоміжні засоби вимірювань, вимірювальні установки та вимірювальні системи [22].
Міри — засіб вимірювання, розрахований на відтворення фізичної величини заданого розміру. Однозначна міра відтворює фізичну величину одного розміру, наприклад, кінцева міра довжини і міра маси (гиря). Багатозначна міра відтворює ряд однойменних величин різного розміру, наприклад, штрихова міра довжини і кутова міра (багатогранна призма). Спеціально підібраний комплект мір, що використовується не тільки самостійно, але і в різних поєднаннях з метою відтворення ряду однойменних величин різного розміру, називається набором мір, наприклад, набори плоскопаралельних кінцевих мір довжини і набори кутових мір.
Вимірювальні прилади — це засоби вимірювань, що призначені для вироблення сигналу вимірюваної інформації у формі, яка доступна для безпосереднього сприйняття спостерігачем. По характеру показань вони можуть бути показуючими і аналоговими, а по принципу дії — приладами прямої дії, порівняння, інтегруючими та підсумовуючими.

- 123 -

В залежності від призначення прилади поділяють на універсальні, що призначені для вимірювання однакових фізичних величин різних об'єктів, та спеціалізовані, що призначені для вимірювання параметрів однотипних виробів
(наприклад, розмірів зубчатих коліс) або одного параметру різних виробів
(наприклад, нерівностей, твердості).
В залежності від принципу дії, який покладено в основу вимірювальної системи, прилади поділяють на механічні, оптичні, оптико-механічні, пневматичні, електричні і таке інше.
В багатьох випадках назва приладу визначається конструкцією вимірювального механізму. Універсальні прилади для лінійних вимірювань з механічною вимірювальною системою поділяються на: иапатенприлади з ноніусом, мікрометричні прилади з мікрометричним гвинтом, важільно-механічні прилади з зубчатими, важільно-зубчатими та пружинними механізмами. Згідно усталеної термінології, прості прилади, наприклад, штанген-прилади і мікрометричні прилади, називають також вимірювальним інструментом.
Всі засоби вимірювань мають певні метрологічні характеристики. Так, міри характеризуються номінальним і дійсним значеннями. Номінальне значення міри
— це значення величини, що вказане на мірі або приписане їй. Дійсне значення міри — це дійсне значення величини, що відтворюється мірою.
Вимірювальні прилади складаються з чутливого елементу, який знаходиться під безпосередньою дією фізичної величини, вимірювального механізму та відлікового пристосування. Від-лікове пристосування показуючого приладу має шкалу і покажчик, що виконаний у вигляді матеріального стрижня-стріл-ки, або у вигляді променя світла — світлового покажчика. Шкала має сукупність відміток і проставлених біля деяких із них чисел відліку, що відповідають ряду послідовних значень величини.
Ціна поділки шкали — це різниця значень величини, що відповідає двом сусіднім відміткам шкали. Чутливість приладу визначається відношенням сигналу на виході приладу до викликаної ним зміни вимірюваної величини.
Початкове і кінцеве значення шкали — це найменше і найбільше значення вимірюваної величини, що визначена на шкалі. Діапазон показань — це область значень вимірюваної величини, для якої нормовані допустимі похибки приладу.
Межа вимірювань — це найбільше або найменше значення діапазону вимірювань.
Варіації показів — це різниця показів приладу, що відповідають даній точці діапазону вимірювань при двох

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19