Міністерство освіти і науки РФ
Московський державний
відкритий університет
Гірничо-нафтової факультет
Реферат
на тему: «Метрологія. Основні поняття »
Виконав:
студент групи М-807ск
шифр: 807230
Токарєв А.С.
Перевірив:
викладач
Анохіна В.І.
Зміст
Введення
Що таке метрологія?
Що означає «точність» і «невизначеність» у вимірах?
Що означає простежуваність?
Що таке еталон?
У чому різниця між калібруванням, повіркою, регулюванням та градуювання?
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Наука починається тоді,
коли починають вимірювати.
Д.І. Менделєєв
Проблема забезпечення єдності вимірювань має вік, порівнянний з віком людства. Як тільки людина стала обмінювати або продавати результати своєї праці, виникло питання - як великий еквівалент цієї праці і як великий продукт, представлений на обмін або продаж. Для характеристики цих величин використовувалися різні властивості продукту - розміри, - як лінійні, так і об'ємні, - маса або вага, пізніше колір, смак, склад і т. д. і т. п. Природно, що в давні часи ще не існувало розвиненого математичного апарату, не було чітко сформульованих фізичних законів, що дозволяють охарактеризувати якість і вартість товару. Тим не менше проблема справедливої збалансованої торгівлі була актуальна завжди. Від цього залежав добробут суспільства, від цього ж виникали війни.
Першими засобами забезпечення єдності вимірювань були об'єкти, які є в розпорядженні людини завжди. Так з'явилися перші міри довжини, що спираються на розміри рук і ніг людини. На Русі використовувалися лікоть, п'ядь, сажень, косий сажень. На Заході - дюйм, фут, що зберегли свою назву до цих пір. Оскільки розміри рук і ніг у різних людей були різними, то належне єдність вимірювань не завжди вдавалося забезпечити. Наступним кроком були законодавчі акти різних правителів, розпорядчі, наприклад, за одиницю довжини вважати середню довжину стопи декількох людей. Іноді правителі просто робили два карби на стіні ринкової площі, наказуючи всім торговцям робити копії таких «еталонних мір». В даний час таку міру можна бачити на Вандомській площі в Парижі в тому місці, де колись розташовувався головний ринок Європи.
У міру розвитку людства і науки, особливо фізики і математики, проблему забезпечення єдності вимірювань стали вирішувати більш широко. З'явилися державні служби та сховища заходів, з якими торговцям в законодавчому порядку наказувалося порівнювати свої заходи. Для визначення розмірів одиниць вибиралися розміри об'єктів, які не змінюються з часом. Наприклад, для визначення розміру одиниці довжини вимірювався меридіан Землі, для визначення одиниці маси вимірювалася маса літра води. Одиниці часу з давніх часів до теперішнього моменту пов'язують з обертанням Землі навколо Сонця і навколо власної осі.
Подальший прогрес у забезпеченні єдності вимірювань складався вже в довільному виборі одиниць, не пов'язаних з речовинами або об'єктами. Це пов'язано з тим фактом, що виготовити копію заходи (передати розмір одиниці будь-якої величини) можна з набагато більш високою точністю, ніж повторно незалежно відтворити цю міру. У самому справі, точність визначення довжини меридіана і поділу його на 40 мільйонів частин виявляється дуже невисокою. Докладно до цього ми повернемося при визначенні основних понять і категорій метрології. Тут в короткому історичному екскурсі цікаво згадати, що програма вимірювання довжини паризького меридіана виявилася більш корисною у складанні детальних карт перед наполеонівськими війнами, ніж у точному визначенні одиниці довжини.
Гігантський стрибок в точності вимірювань механічних величин був здійснений при впровадженні лазерів у вимірювальну техніку. Образно кажучи, точність засобів вимірювання стала визначатися параметрами окремого атома. Якщо вибрати певний тип атома, певний ізотоп елемента, помістити атоми в резонатор лазера і використовувати всі переваги, властиві лазерному випромінюванню, то реально досяжна похибка відтворення одиниці довжини може позначатися в тринадцятому-чотирнадцятим знаках.
Історія розвитку науки про забезпечення єдності вимірювань може бути простежена не тільки на вдосконаленні точності та однаковості визначення якоїсь однієї одиниці. Важливим моментом є кількість одиниць фізичних величин, їх віднесення до основних або похідних, а також історичний аспект освіти поздовжніх і кратних одиниць.
У міру вдосконалення фізики і математики з'явилася проблема виміру нового класу фізичних величин. Так при розвитку теорії електрики постало питання - як бути з одиницями електромагнітних величин? З одного боку, новий клас явищ підказував необхідність введення нових одиниць і величин. З іншого - початково був встановлений зв'язок між електромагнітними явищами і ефектами механічними - закони Кулона і Біо-Савара-Лапласа. Точки зору найбільш авторитетних вчених з цього приводу також розділилися. Деякі вважали, що «розгляд (електромагнітних явищ) буде більш плідною, якщо ввести четверту, не залежну від механічних одиницю» (А. Зоммерфельд). Інші, навпаки, вважали різні прояви властивостей матерії єдиним цілим і були противниками введення незалежних електричних величин та одиниць. У результаті в практиці з'явилися системи одиниць фізичних величин, що мають різне число основних, тобто довільно вибраних, фізичних величин. Детально на цьому ми зупинимося в розділі, присвяченому одиницям фізичних величин.
З історичної точки зору цікаво звернути увагу на сформовану практику освіти Дольних (більш дрібних) і кратних (більших) одиниць фізичних величин. В даний час ми користуємося в основному десятковою системою рахунку, і чинна міжнародна система одиниць фізичних величин наказує утворювати частинні та кратні одиниці, домножимо розмір основної одиниці на множник, кратний десяти. Тим не менш, історія знає використання найрізноманітніших множників кратності. Наприклад, сажень як міра довжини дорівнювала трьом аршинам, 1 фут дорівнював 12 дюймам, 1 аршин - 16 вершка, 1 пуд - 40 фунтам, 1 золотник - 96 часткам, 1 верста - 500 сажням і т.д.
Така історично склалася практика освіти поздовжніх і кратних величин виявилася вкрай незручною. Тому при прийнятті міжнародної системи одиниць СІ на цю проблему зверталася особлива увага. За великим рахунком десяткова система виявилася незручною тільки при обчисленні часу, тому що одиниці однойменної величини різного розміру виявилися кратними 12 (співвідношення року і місяця) і 365,25 (співвідношення року і доби). Ця кратність обумовлена швидкістю обертання Землі і фазами Місяця і є найбільш природною. Подальша заміна кратності у співвідношенні час-хвилина і хвилина-секунда з 60 на кратне 10 вже особливого сенсу не мала. З інших часто вживаних фізичних величин і одиниць відступу від десяткової системи збереглося в градусній мірі кута, коли окружність ділиться на 360 градусів, а градус на хвилини і секунди.
Здійснюючи історичний екскурс у метрологію, не слід забувати, що все сказане повною мірою відноситься тільки до країн-учасниць Метричної конвенції. У багатьох країнах до цих пір зберігається своя особлива, іноді екзотична система фізичних величин і одиниць. Серед цих країн, як це не дивно, знаходяться Сполучені Штати Америки - сучасна супердержава. Усередині цієї країни до цих пір в побуті величини та одиниці старої Англії. Навіть температуру там прийнято вимірювати в градусах Фаренгейта.
У зв'язку з вищевикладеним знайомство з системами одиниць, відмінними від системи СІ, знайомство з різними системами рахунку одиниць при вимірах в даний час носять не тільки пізнавальний характер. При розширенні міжнародних контактів може виявитися так, що знання альтернативних систем величин і одиниць послужить користувачеві добру службу.
При викладі основних моментів, що відносяться до системи СІ, і при розгляді окремих видів вимірювань ми іноді будемо повертатися до історичних коренів вибору тих чи інших фізичних величин. Зараз важливо пам'ятати, що розглянута проблема оптимального вибору фізичних величин і одиниць буде існувати завжди, так як науково-технічний прогрес постійно надає нові можливості в практиці вимірювань. Сьогодні це лазери і синхротронне випромінювання, і завтра, можливо, з'являться нові горизонти, які спираються на «теплу надпровідність» або яке-небудь чудове досягнення людської думки.
Що таке метрологія?
«Метрологія - це наука про виміри» (Міжнародний словник основних і загальних термінів у метрології). Вимірювання та метрологія важливі практично у всіх аспектах людської діяльності, оскільки вони використовуються скрізь, починаючи від контролю за виробництвом, вимірювання якості навколишнього середовища, оцінки здоров'я і безпеки, а також випробування якості матеріалів, харчових продуктів та інших товарів для забезпечення чесної торгівлі та захисту прав споживачів . Наведемо кілька прикладів.
Термін «метрологічна інфраструктура» використовується стосовно до метрологічних потужностям країни або регіону і має на увазі наявність калібрувальних і перевірочних служб, метрологічних інститутів і лабораторій, а також організацію і керування метрологічної системи.
Термін «метрологія» часто використовується в широкому сенсі, охоплюючи як теоретичні, так і практичні аспекти вимірювань. Якщо потрібно більш конкретне визначення, то можна використовувати такі терміни:
Загальна метрологія: «Частина метрології, яка займається проблемами, спільними для всіх метрологічних питань, незалежно від вимірюваної величини» (Міжнародний словник термінів, у законодавчій метрології). Загальна метрологія зачіпає загальні теоретичні та практичні проблеми, що стосуються одиниць вимірювань (тобто структура системи одиниць, або перетворення одиниць вимірювань у формулах); проблеми помилок при вимірах; проблеми метрологічних властивостей вимірювальних інструментів, які застосовуються незалежно від розглянутої величини. Іноді, замість терміна «загальна метрологія» використовується «наукова метрологія».
Існують різні спеціальні галузі метрології. Деякі приклади:
• Метрологія маси, яка пов'язана з вимірюванням мас;
• Метрологія розмірності, яка пов'язана з вимірами довжин і кутів;
• Метрологія температури, яка стосується вимірів температур;
• Хімічна метрологія, яка пов'язана з усіма видами вимірювань в хімії.
Промислова метрологія пов'язана з вимірами у виробництві і з процедурами управління якістю. Типові питання - це процедури та інтервали калібрування, контроль за процесами вимірювань, і управління вимірювальним обладнанням. Цей термін часто використовується для опису метрологічної діяльності в промисловості.
Законодавча метрологія. Цей термін відноситься до обов'язкових технічним вимогам. Служба законодавчої метрології перевіряє виконання цих вимог для того, щоб гарантувати коректність вимірів в областях становлять суспільний інтерес, таких як, торгівля, охорона здоров'я, навколишнє середовище та безпека. Масштаби охоплення законодавчої метрології залежать від національних регламентів і можуть бути різними в різних країнах.
Що означає «точність» і «невизначеність» у вимірах?
Вимірювання - це порівняння невідомого значення величини зі стандартною одиницею тієї ж величини і вираз результату у вигляді частки або кратного числа цієї одиниці. Це порівняння, зроблене за допомогою вимірювального інструмента, ніколи не буває досконалим. Інструмент є точним до якійсь мірі і точність його самого є певною тільки в тих межах, які виражаються кількісно як невизначеність. Це можна проілюструвати таким прикладом: одиниця маси, кілограм, визначається його міжнародним еталоном, металевим циліндром, що зберігається в Міжнародному бюро мір і ваг (МБМВ). Копії цього еталону використовуються в якості національних еталонів кілограма.
Копії не є досконалими і їх маси злегка відрізняються від міжнародного еталона. Припустимо, що маса копії X дорівнює 1 кг + 0,01 мг, тому точність копії - 0,01 мг. Але ця інформація не є повною, тому що різниця між значеннями маси еталона та його копії була визначена вимірювальним інструментом (вагами), і вимірювальний процес також недосконалий. Завжди є якісь випадкові відмінності (наприклад, маленькі відхилення в умовах навколишнього середовища) і деяку недосконалість вимірювальних приладів.
Повторювані вимірювання при явно ідентичних умовах будуть показувати (злегка) різні результати. Замість 1 кг + 0,01 мг, ваги можуть показати 1 кг + 0,009 мг або 1 кг + 0,011 мг або інші значення. Невизначеність вимірювання можна оцінити застосовуючи статистичні методи, наведені в «Посібнику з висловом невизначеності вимірювання» (GUM). Повний результат маси копії X показує: т = 1,000 000 01 кг ± 0,002 мг. Значення невизначеності ± 0,002 мг показує, що вимірювання, зроблені при явно ідентичних умовах будуть давати результат в інтервалі від 1,000 000 01 кг - 0,002 мг до 1,000 000 01 кг + 0,002 мг з певною ймовірністю (зазвичай 95%). Передбачається, що 95 з 100 вимірювань будуть перебувати в даному інтервалі.
Оцінка невизначеності вимірювання має зростаючу важливість, тому що вона дає можливість тим, хто використовує результати вимірювання, оцінити надійність цих результатів. Без такої оцінки результати вимірювання не можуть бути порівнянні ні між собою, ні з еталонними, наведеними в специфікаціях чи стандартів. Припустимо, що маса копії X була визначена з використанням інших ваг в іншому місці і отриманий результат т (Х) = 1,000 000 кг. Чи означає це точно 1 кг? Може бути, чутливість цих ваг не така висока як чутливість інших? Яка є різниця між двома цими результатами? На ці питання не можна відповісти, тому що відсутня інформація по невизначеності.
Для того, щоб отримати порівнянні результати з оцінок невизначеностей вимірювання, експерти з семи міжнародних організацій, що займаються метрологією або стандартизацією, розробили «Посібник з висловом невизначеності вимірювання», (GUM). Керівництво встановлює основні правила для оцінки і вираження невизначеності у вимірі, яка може бути дотримана на різних рівнях точності і в різних областях застосування, від магазину до фундаментальних досліджень. Деякі базові ідеї, закладені в концепції, наведені нижче. Однак, як йдеться в Посібнику: «Оцінка невизначеності - це ні рутинна, ні чисто математична задача, вона залежить від детальних знань природи величини (яку необхідно виміряти) і самого виміру».
Правила враховують, що невизначеність в результаті вимірювання зазвичай складається з декількох компонентів, які можуть бути згруповані у дві категорії, в залежності. Від способу оцінки їх чисельних значень. Одна категорія складається з випадкових помилок, що з'являються із непередбачуваних змін, які впливають на величину, такі як навколишня температура і тиск повітря. Інша категорія складається з недосконалим чином скоригованих систематичних ефектів. Керівництво описує математичне розгляд цих двох категорій компонентів, що вносять внесок в невизначеність вимірювання.
Важливо знати точність вимірювальних інструментів для того, щоб зробити правильний вибір. Точність вимірювального інструмента - тобто, його здатність давати міру, близьку до «істинного» значенням, представленому стандартом, - часто виражається як відсоток меж вимірювань. Це значення використовують, щоб характеризувати клас точності інструменту. Вольтметр класу 1 означає, що помилка свідчення інструменту повинна бути не більше, ніж 1% вимірюваного інтервалу. Якщо вимірюваний інтервал-від 0 до 100 В, то можна очікувати похибка в 1 В для будь-якого інструменту в даному інтервалі вимірювань. Вимірювання в області нижньої межі вимірювань будуть приводити до більш високої відносної неточності, наприклад, точність вимірювання 5 У дорівнює 20%. Це ставить питання про те, чи є точність в 1 В для вимірювання 5 Чи достатньою для застосування в потрібному випадку.
Якщо ні, то потрібно використовувати інший вимірювальний інструмент або інший інтервал вимірювань для того ж самого інструменту. Припустимо, що можна встановити інтервал вимірювань від 0 до 10 В. Точність в цьому інтервалі буде 0,1 В. Тоді показання приладу в 5 В будуть точними до 0,1 В або 2% від 5 В.
Що означає простежуваність?
Простежуваність (прив'язка до еталонів) має на увазі, що вимірювання може бути пов'язане з національним або міжнародним еталоном, і що це співвідношення задокументовано. Вимірювальний інструмент повинен бути відкалібрований за еталоном, який сам є прослідковується.
Концепція простежуваності є важливою, тому що дає можливість порівняти точність вимірювань відповідно зі стандартизованою процедурою оцінки невизначеності вимірювання. Простежуваність вимірювання та обладнання для випробувань є вимогою ІСО 9001:2000 і може бути обговорена для контролю за вимірювальними інструментами.
У Міжнародному словнику основних і загальних термінів, які використовуються в метрології, простежуваність визначається як:
«Властивість результату вимірювання або значення, за допомогою якого воно може бути віднесено до заявлених еталонами, зазвичай національними або міжнародними, через безперервний ланцюг порівнянь, всі з яких мають вказані значення невизначеності.»
ПРИМІТКИ:
1. Концепція часто виражається через прикметник простежуємо,
2. Безперервний ланцюг порівнянь називається ланцюгом простежуваності.
Одиниці виміру самої високої точності реалізуються міжнародними еталонами, деякі з яких зберігаються в МБМВ. Національні еталони, що зберігаються національними інститутами з метрології, повинні порівнюватися з міжнародними. Результат цього порівняння, точність національного еталону з оціненої невизначеністю, буде зазначена в документі (сертифікаті).
Національний еталон служить для калібрування вихідних еталонів більш низькій точності. Вихідні еталони зберігаються в національних інститутах метрології для калібрування, які не вимагають високої точності, і в калібрувальних лабораторіях. Знову ж таки, результат вказується в документі.
Подібним же способом вихідні еталони використовуються для калібрування інших еталонів більш низької точності, наприклад, робочих еталонів. Така ж процедура застосовується при калібруванні вимірювальних інструментів за допомогою робочих інструментів. І знову ж таки, точність і невизначеність вимірювання повинні бути зазначені в сертифікаті. Ці дані можуть бути використані для оцінки невизначеності вимірювання. Це може бути доречним для вимірювань, що проводяться для перевірки відповідності специфікаціям.
Простежуваність досягається нерозривному ланцюгом порівнянь щодо міжнародних еталонів. Якщо для певної величини в МБМВ немає готового міжнародного еталона, то міжнародний еталон визнається міжнародною угодою, щоб служити в інтернаціональному масштабі основою для присвоювання значень іншим еталонам аналізованої величини. Зазвичай значення міжнародного еталона визначається звіренням між собою національних еталонів найвищої якості.
Що таке еталон?
Еталон (стандарт вимірювання) може бути фізичної мірою, вимірювальним інструментом, стандартним зразком або вимірювальною системою, призначеної для того, щоб визначати, реалізовувати, зберігати або відтворювати одиницю або одне або більше значень величини, щоб служити в якості еталона. Наприклад, одиниці маси додана фізична форма у вигляді циліндричного шматка металу вагою 1 кг; а відградуйованих блоки представляють певні значення довжини.
Ієрархія еталонів починається з міжнародного еталона як вершини і йде вниз до робочого еталона. Визначення цих термінів, яке дається в Міжнародному словнику основних і загальних термінів у метрології, наведено нижче:
Міжнародний еталон - це:
еталон, визнаний міжнародною угодою для того, щоб служити в міжнародному масштабі в якості бази для присвоювання значень іншим стандартам вимірювання аналізованої величини.
Зберігачем міжнародних еталонів є Міжнародне бюро мір і ваг (МБМВ) у Севрі, недалеко від Парижа. Найстарішим використовуваним стандартом вимірювання є еталон кілограма.
Національний еталон - це:
еталон, визнаний національним законодавством, щоб служити в даній країні в якості бази для присвоювання значень іншим стандартам вимірювання аналізованої величини.
Зазвичай зберігачем національних еталонів є національна лабораторія, звана національним метрологічним інститутом, національним бюро стандартів або національним бюро вагів і заходів. Деякі країни не мають національних еталонів.
Первинний еталон - це:
еталон, який широко визнається такою, що має найвищі метрологічні якості, і значення якого приймаються без посилань на інші еталони тієї ж величини.
Приклади первинних еталонів - прилади Джозефсона для реалізації величини «вольт» або стабілізують лазери з інтерферометрами для реалізації величини «довжина». Ці прилади використовуються в якості національних еталонів багатьма національними метрологічними інститутами і деякими першокласно обладнаними калібрувальними лабораторіями.
Вторинний еталон - це:
еталон, значення якого привласнюється шляхом порівняння з первинним еталоном тієї ж величини. Зазвичай первинні еталони використовуються для калібрування вторинних.
Робочий еталон - це:
еталон, який використовується для звичайної калібрування чи повірки матеріальних заходів, вимірювальних інструментів або стандартних зразків.
Зазвичай робочий еталон калібрується на підставі вторинного еталону. Робочий еталон, який використовується в повсякденній роботі для забезпечення правильності проведення вимірювань, називається перевірочним еталоном.
Не існує загальної вимоги щодо точності робочого еталона. В одному місці він може бути досить гарний як первинного еталону, або навіть як національного еталону в іншому місці.
Існують класи ваг, починаючи з Е1 - як найвищого класу, за ним слідують Е2, Fl, F2, Ml, М2, МЗ. Набір ваг класу точності Е2 може служити в якості робочого еталону в калібрувальної лабораторії для калібрування набору ваг класу точності F1 або нижче. Набір Е2 може служити в якості стандартного зразка в іншій лабораторії, калібрує, в основному, ваги точністю класу F2 або нижче. Набір ваг класу точності Е2 може бути використаний у якості національного еталону в країні, де немає попиту на більш точні вимірювання маси, ніж F1.
Потрібно відзначити, що точність деяких вимірювальних інструментів, що використовуються в промисловості, є настільки високою, що існує необхідність в калібруванні навіть первинних еталонів.
Вихідний еталон - це:
еталон, що володіє, як правило, найвищими метрологічними властивостями, наявний у розпорядженні в даному місці або в даній організації, відповідно до якого, отримують розмір одиниці при вимірах, які виконуються в цьому місці.
Калібрувальні лабораторії використовують вихідні еталони для калібрування своїх робочих еталонів.
Еталон порівняння - це:
еталон, який використовується як проміжного для порівняння еталонів.
Резистори використовуються як еталони порівняння для порівняння еталонів напруги. Ваги використовуються для порівняння важільних терезів.
Пересувний еталон - це:
еталон, іноді спеціальної конструкції, призначений для транспортування, і який використовується для порівняння еталонів між собою.
Портативний, що працює на цезієвий батареї еталон частоти, може бути використаний як пересувний еталон частоти. Калібровані динамометричні елементи (комірки навантаження) використовуються як пересувних еталонів сили.
У чому різниця між калібруванням, повіркою, регулюванням та градуювання?
Визначення термінів, наведені далі, взяті з відповідних міжнародних словників.
Калібрування - комплекс операцій, які встановлюють, за спеціальних умов, співвідношення між значеннями величина, що показує вимірювальним інструментом або вимірювальною системою, або значеннями, представленими в стандартному зразку і відповідними значеннями, реалізованими в еталоні.
ПРИМІТКИ
1. Результат калібрування дозволяє або присвоїти значення вимірюваних величин показаннями, або визначити поправки до показаннями.
2. Калібрування може також визначити інші метрологічні властивості, такі як ефект впливу величини.
3. Результат калібрування може бути зареєстрований в документі, іноді званому сертифікатом калібрування чи звітом про калібрування.
- Міжнародний словник основних і загальних термінів метрології
Під час калібрування різниця між показанням інструменту, який потрібно відкалібрувати, і еталоном буде визначатися в кількісному вираженні і буде задокументована. Взагалі, результат використовується не для регулювання інструменту, а для коректування значень свідчень. Приклад, рідинно-скляні термометри калібруються у ванні з відповідною рідиною шляхом порівняння показань еталонного термометра з показаннями термометра, який необхідно виконати. Різниця показань буде задокументована і використана для коригування під час температурних вимірювань.
Повірка вимірювального обладнання
Процедура (відмінна від затвердження типового зразка), яка включає перевірку і маркування та / або випуск сертифіката повірки, який засвідчує і підтверджує, що вимірювальний інструмент відповідає вимогам нормативного законодавства.
- Міжнародний словник термінів у законодавчої метрології, 2 видавництва.
Успішна перевірка зазвичай підтверджується документом з печаткою або спеціальної біркою (пломбою), або тим і іншим, що доводить що інструмент може бути використаний для вимірювань, які регулюються законодавством, наприклад, в торгівлі або для захисту навколишнього середовища. Частина повірки полягає у визначенні врахований чи приписуваний межа похибки. Результат - «так» чи «ні». Наприклад, ваги, які використовуються на ринках регулярно перевіряються щодо стандартних ваг. Якщо вони працюють у зазначених межах похибки, вони будуть опломбовані. Пломба вказує на відповідність законодавчим вимогам. Ваги, в яких межа похибки перевищено, повинні бути відрегульовані і потім тільки опломбовані. Якщо регулювання неможлива, то вони будуть або конфісковані, або з них буде видалена пломба, що підтверджує коректність їхньої роботи, це означає, що ваги більше не відповідають законодавчим вимогам.
У промисловості прості вимірювальні пристрої, часто проводять без визначення точних значень похибки, виносячи рішення, просто придатний інструмент для використання, чи ні, що залежить від того чи перебуває його похибка в межах встановлених специфікацією, чи ні.
Регулювання (вимірювального інструмента)
Операція щодо приведення вимірювального інструмента в робочий стан, придатний для використання.
ПРИМІТКА
Регулювання може бути автоматичним, напівавтоматичним або ручний.
- Міжнародний словник основних і загальних термінів у метрології
Багато інструменти можуть бути «обнулені» поворотом потенціометра або іншого пристрою. Деякі інструменти мають вбудовані пристрої для регулювання чутливості до правильного значення. Такий пристрій може, наприклад, бути еталонним вагою в електронних вагах.
Градуювання (вимірювального інструмента)
Операція по нанесенню положень градуювальних відміток вимірювального інструмента (в деяких випадках тільки певних головних відміток), по відношенню до відповідних значень вимірюваної величини.
- Міжнародний словник основних і загальних термінів у метрології
Типове застосування градуювання (нанесення позначок) - це визначення об'єму рідини в резервуарі за допомогою пов'язання об'ємних відміток на занурюваної стрижні з рівнем рідини в резервуарі.
Висновок
Розглянувши зміст метрології в цілому як розділу науки, присвяченій забезпеченню єдності вимірювань, стає очевидним, що ми маємо справу в основному з поняттями фізики, оскільки під одиницями величини завжди малися на увазі величини фізичні. Тим не менш, звертаючись до відомого афоризму Д.І. Менделєєва, винесеного епіграфом до даної роботи, можна сказати, що будь-яка наука повинна включати в себе вимірювальні процедури. Справді, багато сучасних галузі науки звернулися до вимірювання фізичних величин. Без вимірювань фізичних величин немислима сучасна хімія, біологія, медицина, екологія і цілий ряд інших наук, у розвитку яких необхідно «міркувати про природу речей», тобто залучати поняття і категорії фізики і, отже, метрології в тому ключі, в якому викладено її зміст в даній книзі.
Список використаної літератури.
· «Метрологія і стандартизація» електронне видання. Калліником П.Ю., Петров А.М., Лещенко О.М., Барінова Є.В., Соловйова О.В., Соловйова О.В.
· «Метрологія, стандартизація і сертифікація» Нікіфоров А.Д., Бакієв Т.А., М.: Вища школа, 2005. - 422с.
· «Метрологія, стандартизація та технічні засоби вимірювань», Тартовскій Д.Ф., Ястребов А.С., - М.: Вищ. Шк., 2001.
· А так же матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії.
Московський державний
відкритий університет
Гірничо-нафтової факультет
Реферат
на тему: «Метрологія. Основні поняття »
Виконав:
студент групи М-807ск
шифр: 807230
Токарєв А.С.
Перевірив:
викладач
Анохіна В.І.
Зміст
Введення
Що таке метрологія?
Що означає «точність» і «невизначеність» у вимірах?
Що означає простежуваність?
Що таке еталон?
У чому різниця між калібруванням, повіркою, регулюванням та градуювання?
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Наука починається тоді,
коли починають вимірювати.
Д.І. Менделєєв
Проблема забезпечення єдності вимірювань має вік, порівнянний з віком людства. Як тільки людина стала обмінювати або продавати результати своєї праці, виникло питання - як великий еквівалент цієї праці і як великий продукт, представлений на обмін або продаж. Для характеристики цих величин використовувалися різні властивості продукту - розміри, - як лінійні, так і об'ємні, - маса або вага, пізніше колір, смак, склад і т. д. і т. п. Природно, що в давні часи ще не існувало розвиненого математичного апарату, не було чітко сформульованих фізичних законів, що дозволяють охарактеризувати якість і вартість товару. Тим не менше проблема справедливої збалансованої торгівлі була актуальна завжди. Від цього залежав добробут суспільства, від цього ж виникали війни.
Першими засобами забезпечення єдності вимірювань були об'єкти, які є в розпорядженні людини завжди. Так з'явилися перші міри довжини, що спираються на розміри рук і ніг людини. На Русі використовувалися лікоть, п'ядь, сажень, косий сажень. На Заході - дюйм, фут, що зберегли свою назву до цих пір. Оскільки розміри рук і ніг у різних людей були різними, то належне єдність вимірювань не завжди вдавалося забезпечити. Наступним кроком були законодавчі акти різних правителів, розпорядчі, наприклад, за одиницю довжини вважати середню довжину стопи декількох людей. Іноді правителі просто робили два карби на стіні ринкової площі, наказуючи всім торговцям робити копії таких «еталонних мір». В даний час таку міру можна бачити на Вандомській площі в Парижі в тому місці, де колись розташовувався головний ринок Європи.
У міру розвитку людства і науки, особливо фізики і математики, проблему забезпечення єдності вимірювань стали вирішувати більш широко. З'явилися державні служби та сховища заходів, з якими торговцям в законодавчому порядку наказувалося порівнювати свої заходи. Для визначення розмірів одиниць вибиралися розміри об'єктів, які не змінюються з часом. Наприклад, для визначення розміру одиниці довжини вимірювався меридіан Землі, для визначення одиниці маси вимірювалася маса літра води. Одиниці часу з давніх часів до теперішнього моменту пов'язують з обертанням Землі навколо Сонця і навколо власної осі.
Подальший прогрес у забезпеченні єдності вимірювань складався вже в довільному виборі одиниць, не пов'язаних з речовинами або об'єктами. Це пов'язано з тим фактом, що виготовити копію заходи (передати розмір одиниці будь-якої величини) можна з набагато більш високою точністю, ніж повторно незалежно відтворити цю міру. У самому справі, точність визначення довжини меридіана і поділу його на 40 мільйонів частин виявляється дуже невисокою. Докладно до цього ми повернемося при визначенні основних понять і категорій метрології. Тут в короткому історичному екскурсі цікаво згадати, що програма вимірювання довжини паризького меридіана виявилася більш корисною у складанні детальних карт перед наполеонівськими війнами, ніж у точному визначенні одиниці довжини.
Гігантський стрибок в точності вимірювань механічних величин був здійснений при впровадженні лазерів у вимірювальну техніку. Образно кажучи, точність засобів вимірювання стала визначатися параметрами окремого атома. Якщо вибрати певний тип атома, певний ізотоп елемента, помістити атоми в резонатор лазера і використовувати всі переваги, властиві лазерному випромінюванню, то реально досяжна похибка відтворення одиниці довжини може позначатися в тринадцятому-чотирнадцятим знаках.
Історія розвитку науки про забезпечення єдності вимірювань може бути простежена не тільки на вдосконаленні точності та однаковості визначення якоїсь однієї одиниці. Важливим моментом є кількість одиниць фізичних величин, їх віднесення до основних або похідних, а також історичний аспект освіти поздовжніх і кратних одиниць.
У міру вдосконалення фізики і математики з'явилася проблема виміру нового класу фізичних величин. Так при розвитку теорії електрики постало питання - як бути з одиницями електромагнітних величин? З одного боку, новий клас явищ підказував необхідність введення нових одиниць і величин. З іншого - початково був встановлений зв'язок між електромагнітними явищами і ефектами механічними - закони Кулона і Біо-Савара-Лапласа. Точки зору найбільш авторитетних вчених з цього приводу також розділилися. Деякі вважали, що «розгляд (електромагнітних явищ) буде більш плідною, якщо ввести четверту, не залежну від механічних одиницю» (А. Зоммерфельд). Інші, навпаки, вважали різні прояви властивостей матерії єдиним цілим і були противниками введення незалежних електричних величин та одиниць. У результаті в практиці з'явилися системи одиниць фізичних величин, що мають різне число основних, тобто довільно вибраних, фізичних величин. Детально на цьому ми зупинимося в розділі, присвяченому одиницям фізичних величин.
З історичної точки зору цікаво звернути увагу на сформовану практику освіти Дольних (більш дрібних) і кратних (більших) одиниць фізичних величин. В даний час ми користуємося в основному десятковою системою рахунку, і чинна міжнародна система одиниць фізичних величин наказує утворювати частинні та кратні одиниці, домножимо розмір основної одиниці на множник, кратний десяти. Тим не менш, історія знає використання найрізноманітніших множників кратності. Наприклад, сажень як міра довжини дорівнювала трьом аршинам, 1 фут дорівнював 12 дюймам, 1 аршин - 16 вершка, 1 пуд - 40 фунтам, 1 золотник - 96 часткам, 1 верста - 500 сажням і т.д.
Така історично склалася практика освіти поздовжніх і кратних величин виявилася вкрай незручною. Тому при прийнятті міжнародної системи одиниць СІ на цю проблему зверталася особлива увага. За великим рахунком десяткова система виявилася незручною тільки при обчисленні часу, тому що одиниці однойменної величини різного розміру виявилися кратними 12 (співвідношення року і місяця) і 365,25 (співвідношення року і доби). Ця кратність обумовлена швидкістю обертання Землі і фазами Місяця і є найбільш природною. Подальша заміна кратності у співвідношенні час-хвилина і хвилина-секунда з 60 на кратне 10 вже особливого сенсу не мала. З інших часто вживаних фізичних величин і одиниць відступу від десяткової системи збереглося в градусній мірі кута, коли окружність ділиться на 360 градусів, а градус на хвилини і секунди.
Здійснюючи історичний екскурс у метрологію, не слід забувати, що все сказане повною мірою відноситься тільки до країн-учасниць Метричної конвенції. У багатьох країнах до цих пір зберігається своя особлива, іноді екзотична система фізичних величин і одиниць. Серед цих країн, як це не дивно, знаходяться Сполучені Штати Америки - сучасна супердержава. Усередині цієї країни до цих пір в побуті величини та одиниці старої Англії. Навіть температуру там прийнято вимірювати в градусах Фаренгейта.
У зв'язку з вищевикладеним знайомство з системами одиниць, відмінними від системи СІ, знайомство з різними системами рахунку одиниць при вимірах в даний час носять не тільки пізнавальний характер. При розширенні міжнародних контактів може виявитися так, що знання альтернативних систем величин і одиниць послужить користувачеві добру службу.
При викладі основних моментів, що відносяться до системи СІ, і при розгляді окремих видів вимірювань ми іноді будемо повертатися до історичних коренів вибору тих чи інших фізичних величин. Зараз важливо пам'ятати, що розглянута проблема оптимального вибору фізичних величин і одиниць буде існувати завжди, так як науково-технічний прогрес постійно надає нові можливості в практиці вимірювань. Сьогодні це лазери і синхротронне випромінювання, і завтра, можливо, з'являться нові горизонти, які спираються на «теплу надпровідність» або яке-небудь чудове досягнення людської думки.
Що таке метрологія?
«Метрологія - це наука про виміри» (Міжнародний словник основних і загальних термінів у метрології). Вимірювання та метрологія важливі практично у всіх аспектах людської діяльності, оскільки вони використовуються скрізь, починаючи від контролю за виробництвом, вимірювання якості навколишнього середовища, оцінки здоров'я і безпеки, а також випробування якості матеріалів, харчових продуктів та інших товарів для забезпечення чесної торгівлі та захисту прав споживачів . Наведемо кілька прикладів.
Термін «метрологічна інфраструктура» використовується стосовно до метрологічних потужностям країни або регіону і має на увазі наявність калібрувальних і перевірочних служб, метрологічних інститутів і лабораторій, а також організацію і керування метрологічної системи.
Термін «метрологія» часто використовується в широкому сенсі, охоплюючи як теоретичні, так і практичні аспекти вимірювань. Якщо потрібно більш конкретне визначення, то можна використовувати такі терміни:
Загальна метрологія: «Частина метрології, яка займається проблемами, спільними для всіх метрологічних питань, незалежно від вимірюваної величини» (Міжнародний словник термінів, у законодавчій метрології). Загальна метрологія зачіпає загальні теоретичні та практичні проблеми, що стосуються одиниць вимірювань (тобто структура системи одиниць, або перетворення одиниць вимірювань у формулах); проблеми помилок при вимірах; проблеми метрологічних властивостей вимірювальних інструментів, які застосовуються незалежно від розглянутої величини. Іноді, замість терміна «загальна метрологія» використовується «наукова метрологія».
Існують різні спеціальні галузі метрології. Деякі приклади:
• Метрологія маси, яка пов'язана з вимірюванням мас;
• Метрологія розмірності, яка пов'язана з вимірами довжин і кутів;
• Метрологія температури, яка стосується вимірів температур;
• Хімічна метрологія, яка пов'язана з усіма видами вимірювань в хімії.
Промислова метрологія пов'язана з вимірами у виробництві і з процедурами управління якістю. Типові питання - це процедури та інтервали калібрування, контроль за процесами вимірювань, і управління вимірювальним обладнанням. Цей термін часто використовується для опису метрологічної діяльності в промисловості.
Законодавча метрологія. Цей термін відноситься до обов'язкових технічним вимогам. Служба законодавчої метрології перевіряє виконання цих вимог для того, щоб гарантувати коректність вимірів в областях становлять суспільний інтерес, таких як, торгівля, охорона здоров'я, навколишнє середовище та безпека. Масштаби охоплення законодавчої метрології залежать від національних регламентів і можуть бути різними в різних країнах.
Що означає «точність» і «невизначеність» у вимірах?
Вимірювання - це порівняння невідомого значення величини зі стандартною одиницею тієї ж величини і вираз результату у вигляді частки або кратного числа цієї одиниці. Це порівняння, зроблене за допомогою вимірювального інструмента, ніколи не буває досконалим. Інструмент є точним до якійсь мірі і точність його самого є певною тільки в тих межах, які виражаються кількісно як невизначеність. Це можна проілюструвати таким прикладом: одиниця маси, кілограм, визначається його міжнародним еталоном, металевим циліндром, що зберігається в Міжнародному бюро мір і ваг (МБМВ). Копії цього еталону використовуються в якості національних еталонів кілограма.
Копії не є досконалими і їх маси злегка відрізняються від міжнародного еталона. Припустимо, що маса копії X дорівнює 1 кг + 0,01 мг, тому точність копії - 0,01 мг. Але ця інформація не є повною, тому що різниця між значеннями маси еталона та його копії була визначена вимірювальним інструментом (вагами), і вимірювальний процес також недосконалий. Завжди є якісь випадкові відмінності (наприклад, маленькі відхилення в умовах навколишнього середовища) і деяку недосконалість вимірювальних приладів.
Повторювані вимірювання при явно ідентичних умовах будуть показувати (злегка) різні результати. Замість 1 кг + 0,01 мг, ваги можуть показати 1 кг + 0,009 мг або 1 кг + 0,011 мг або інші значення. Невизначеність вимірювання можна оцінити застосовуючи статистичні методи, наведені в «Посібнику з висловом невизначеності вимірювання» (GUM). Повний результат маси копії X показує: т = 1,000 000 01 кг ± 0,002 мг. Значення невизначеності ± 0,002 мг показує, що вимірювання, зроблені при явно ідентичних умовах будуть давати результат в інтервалі від 1,000 000 01 кг - 0,002 мг до 1,000 000 01 кг + 0,002 мг з певною ймовірністю (зазвичай 95%). Передбачається, що 95 з 100 вимірювань будуть перебувати в даному інтервалі.
Оцінка невизначеності вимірювання має зростаючу важливість, тому що вона дає можливість тим, хто використовує результати вимірювання, оцінити надійність цих результатів. Без такої оцінки результати вимірювання не можуть бути порівнянні ні між собою, ні з еталонними, наведеними в специфікаціях чи стандартів. Припустимо, що маса копії X була визначена з використанням інших ваг в іншому місці і отриманий результат т (Х) = 1,000 000 кг. Чи означає це точно 1 кг? Може бути, чутливість цих ваг не така висока як чутливість інших? Яка є різниця між двома цими результатами? На ці питання не можна відповісти, тому що відсутня інформація по невизначеності.
Для того, щоб отримати порівнянні результати з оцінок невизначеностей вимірювання, експерти з семи міжнародних організацій, що займаються метрологією або стандартизацією, розробили «Посібник з висловом невизначеності вимірювання», (GUM). Керівництво встановлює основні правила для оцінки і вираження невизначеності у вимірі, яка може бути дотримана на різних рівнях точності і в різних областях застосування, від магазину до фундаментальних досліджень. Деякі базові ідеї, закладені в концепції, наведені нижче. Однак, як йдеться в Посібнику: «Оцінка невизначеності - це ні рутинна, ні чисто математична задача, вона залежить від детальних знань природи величини (яку необхідно виміряти) і самого виміру».
Правила враховують, що невизначеність в результаті вимірювання зазвичай складається з декількох компонентів, які можуть бути згруповані у дві категорії, в залежності. Від способу оцінки їх чисельних значень. Одна категорія складається з випадкових помилок, що з'являються із непередбачуваних змін, які впливають на величину, такі як навколишня температура і тиск повітря. Інша категорія складається з недосконалим чином скоригованих систематичних ефектів. Керівництво описує математичне розгляд цих двох категорій компонентів, що вносять внесок в невизначеність вимірювання.
Важливо знати точність вимірювальних інструментів для того, щоб зробити правильний вибір. Точність вимірювального інструмента - тобто, його здатність давати міру, близьку до «істинного» значенням, представленому стандартом, - часто виражається як відсоток меж вимірювань. Це значення використовують, щоб характеризувати клас точності інструменту. Вольтметр класу 1 означає, що помилка свідчення інструменту повинна бути не більше, ніж 1% вимірюваного інтервалу. Якщо вимірюваний інтервал-від 0 до 100 В, то можна очікувати похибка в 1 В для будь-якого інструменту в даному інтервалі вимірювань. Вимірювання в області нижньої межі вимірювань будуть приводити до більш високої відносної неточності, наприклад, точність вимірювання 5 У дорівнює 20%. Це ставить питання про те, чи є точність в 1 В для вимірювання 5 Чи достатньою для застосування в потрібному випадку.
Якщо ні, то потрібно використовувати інший вимірювальний інструмент або інший інтервал вимірювань для того ж самого інструменту. Припустимо, що можна встановити інтервал вимірювань від 0 до 10 В. Точність в цьому інтервалі буде 0,1 В. Тоді показання приладу в 5 В будуть точними до 0,1 В або 2% від 5 В.
Що означає простежуваність?
Простежуваність (прив'язка до еталонів) має на увазі, що вимірювання може бути пов'язане з національним або міжнародним еталоном, і що це співвідношення задокументовано. Вимірювальний інструмент повинен бути відкалібрований за еталоном, який сам є прослідковується.
Концепція простежуваності є важливою, тому що дає можливість порівняти точність вимірювань відповідно зі стандартизованою процедурою оцінки невизначеності вимірювання. Простежуваність вимірювання та обладнання для випробувань є вимогою ІСО 9001:2000 і може бути обговорена для контролю за вимірювальними інструментами.
У Міжнародному словнику основних і загальних термінів, які використовуються в метрології, простежуваність визначається як:
«Властивість результату вимірювання або значення, за допомогою якого воно може бути віднесено до заявлених еталонами, зазвичай національними або міжнародними, через безперервний ланцюг порівнянь, всі з яких мають вказані значення невизначеності.»
ПРИМІТКИ:
1. Концепція часто виражається через прикметник простежуємо,
2. Безперервний ланцюг порівнянь називається ланцюгом простежуваності.
Одиниці виміру самої високої точності реалізуються міжнародними еталонами, деякі з яких зберігаються в МБМВ. Національні еталони, що зберігаються національними інститутами з метрології, повинні порівнюватися з міжнародними. Результат цього порівняння, точність національного еталону з оціненої невизначеністю, буде зазначена в документі (сертифікаті).
Національний еталон служить для калібрування вихідних еталонів більш низькій точності. Вихідні еталони зберігаються в національних інститутах метрології для калібрування, які не вимагають високої точності, і в калібрувальних лабораторіях. Знову ж таки, результат вказується в документі.
Подібним же способом вихідні еталони використовуються для калібрування інших еталонів більш низької точності, наприклад, робочих еталонів. Така ж процедура застосовується при калібруванні вимірювальних інструментів за допомогою робочих інструментів. І знову ж таки, точність і невизначеність вимірювання повинні бути зазначені в сертифікаті. Ці дані можуть бути використані для оцінки невизначеності вимірювання. Це може бути доречним для вимірювань, що проводяться для перевірки відповідності специфікаціям.
Простежуваність досягається нерозривному ланцюгом порівнянь щодо міжнародних еталонів. Якщо для певної величини в МБМВ немає готового міжнародного еталона, то міжнародний еталон визнається міжнародною угодою, щоб служити в інтернаціональному масштабі основою для присвоювання значень іншим еталонам аналізованої величини. Зазвичай значення міжнародного еталона визначається звіренням між собою національних еталонів найвищої якості.
Що таке еталон?
Еталон (стандарт вимірювання) може бути фізичної мірою, вимірювальним інструментом, стандартним зразком або вимірювальною системою, призначеної для того, щоб визначати, реалізовувати, зберігати або відтворювати одиницю або одне або більше значень величини, щоб служити в якості еталона. Наприклад, одиниці маси додана фізична форма у вигляді циліндричного шматка металу вагою 1 кг; а відградуйованих блоки представляють певні значення довжини.
Ієрархія еталонів починається з міжнародного еталона як вершини і йде вниз до робочого еталона. Визначення цих термінів, яке дається в Міжнародному словнику основних і загальних термінів у метрології, наведено нижче:
Міжнародний еталон - це:
еталон, визнаний міжнародною угодою для того, щоб служити в міжнародному масштабі в якості бази для присвоювання значень іншим стандартам вимірювання аналізованої величини.
Зберігачем міжнародних еталонів є Міжнародне бюро мір і ваг (МБМВ) у Севрі, недалеко від Парижа. Найстарішим використовуваним стандартом вимірювання є еталон кілограма.
Національний еталон - це:
еталон, визнаний національним законодавством, щоб служити в даній країні в якості бази для присвоювання значень іншим стандартам вимірювання аналізованої величини.
Зазвичай зберігачем національних еталонів є національна лабораторія, звана національним метрологічним інститутом, національним бюро стандартів або національним бюро вагів і заходів. Деякі країни не мають національних еталонів.
Первинний еталон - це:
еталон, який широко визнається такою, що має найвищі метрологічні якості, і значення якого приймаються без посилань на інші еталони тієї ж величини.
Приклади первинних еталонів - прилади Джозефсона для реалізації величини «вольт» або стабілізують лазери з інтерферометрами для реалізації величини «довжина». Ці прилади використовуються в якості національних еталонів багатьма національними метрологічними інститутами і деякими першокласно обладнаними калібрувальними лабораторіями.
Вторинний еталон - це:
еталон, значення якого привласнюється шляхом порівняння з первинним еталоном тієї ж величини. Зазвичай первинні еталони використовуються для калібрування вторинних.
Робочий еталон - це:
еталон, який використовується для звичайної калібрування чи повірки матеріальних заходів, вимірювальних інструментів або стандартних зразків.
Зазвичай робочий еталон калібрується на підставі вторинного еталону. Робочий еталон, який використовується в повсякденній роботі для забезпечення правильності проведення вимірювань, називається перевірочним еталоном.
Не існує загальної вимоги щодо точності робочого еталона. В одному місці він може бути досить гарний як первинного еталону, або навіть як національного еталону в іншому місці.
Існують класи ваг, починаючи з Е1 - як найвищого класу, за ним слідують Е2, Fl, F2, Ml, М2, МЗ. Набір ваг класу точності Е2 може служити в якості робочого еталону в калібрувальної лабораторії для калібрування набору ваг класу точності F1 або нижче. Набір Е2 може служити в якості стандартного зразка в іншій лабораторії, калібрує, в основному, ваги точністю класу F2 або нижче. Набір ваг класу точності Е2 може бути використаний у якості національного еталону в країні, де немає попиту на більш точні вимірювання маси, ніж F1.
Потрібно відзначити, що точність деяких вимірювальних інструментів, що використовуються в промисловості, є настільки високою, що існує необхідність в калібруванні навіть первинних еталонів.
Вихідний еталон - це:
еталон, що володіє, як правило, найвищими метрологічними властивостями, наявний у розпорядженні в даному місці або в даній організації, відповідно до якого, отримують розмір одиниці при вимірах, які виконуються в цьому місці.
Калібрувальні лабораторії використовують вихідні еталони для калібрування своїх робочих еталонів.
Еталон порівняння - це:
еталон, який використовується як проміжного для порівняння еталонів.
Резистори використовуються як еталони порівняння для порівняння еталонів напруги. Ваги використовуються для порівняння важільних терезів.
Пересувний еталон - це:
еталон, іноді спеціальної конструкції, призначений для транспортування, і який використовується для порівняння еталонів між собою.
Портативний, що працює на цезієвий батареї еталон частоти, може бути використаний як пересувний еталон частоти. Калібровані динамометричні елементи (комірки навантаження) використовуються як пересувних еталонів сили.
У чому різниця між калібруванням, повіркою, регулюванням та градуювання?
Визначення термінів, наведені далі, взяті з відповідних міжнародних словників.
Калібрування - комплекс операцій, які встановлюють, за спеціальних умов, співвідношення між значеннями величина, що показує вимірювальним інструментом або вимірювальною системою, або значеннями, представленими в стандартному зразку і відповідними значеннями, реалізованими в еталоні.
ПРИМІТКИ
1. Результат калібрування дозволяє або присвоїти значення вимірюваних величин показаннями, або визначити поправки до показаннями.
2. Калібрування може також визначити інші метрологічні властивості, такі як ефект впливу величини.
3. Результат калібрування може бути зареєстрований в документі, іноді званому сертифікатом калібрування чи звітом про калібрування.
- Міжнародний словник основних і загальних термінів метрології
Під час калібрування різниця між показанням інструменту, який потрібно відкалібрувати, і еталоном буде визначатися в кількісному вираженні і буде задокументована. Взагалі, результат використовується не для регулювання інструменту, а для коректування значень свідчень. Приклад, рідинно-скляні термометри калібруються у ванні з відповідною рідиною шляхом порівняння показань еталонного термометра з показаннями термометра, який необхідно виконати. Різниця показань буде задокументована і використана для коригування під час температурних вимірювань.
Повірка вимірювального обладнання
Процедура (відмінна від затвердження типового зразка), яка включає перевірку і маркування та / або випуск сертифіката повірки, який засвідчує і підтверджує, що вимірювальний інструмент відповідає вимогам нормативного законодавства.
- Міжнародний словник термінів у законодавчої метрології, 2 видавництва.
Успішна перевірка зазвичай підтверджується документом з печаткою або спеціальної біркою (пломбою), або тим і іншим, що доводить що інструмент може бути використаний для вимірювань, які регулюються законодавством, наприклад, в торгівлі або для захисту навколишнього середовища. Частина повірки полягає у визначенні врахований чи приписуваний межа похибки. Результат - «так» чи «ні». Наприклад, ваги, які використовуються на ринках регулярно перевіряються щодо стандартних ваг. Якщо вони працюють у зазначених межах похибки, вони будуть опломбовані. Пломба вказує на відповідність законодавчим вимогам. Ваги, в яких межа похибки перевищено, повинні бути відрегульовані і потім тільки опломбовані. Якщо регулювання неможлива, то вони будуть або конфісковані, або з них буде видалена пломба, що підтверджує коректність їхньої роботи, це означає, що ваги більше не відповідають законодавчим вимогам.
У промисловості прості вимірювальні пристрої, часто проводять без визначення точних значень похибки, виносячи рішення, просто придатний інструмент для використання, чи ні, що залежить від того чи перебуває його похибка в межах встановлених специфікацією, чи ні.
Регулювання (вимірювального інструмента)
Операція щодо приведення вимірювального інструмента в робочий стан, придатний для використання.
ПРИМІТКА
Регулювання може бути автоматичним, напівавтоматичним або ручний.
- Міжнародний словник основних і загальних термінів у метрології
Багато інструменти можуть бути «обнулені» поворотом потенціометра або іншого пристрою. Деякі інструменти мають вбудовані пристрої для регулювання чутливості до правильного значення. Такий пристрій може, наприклад, бути еталонним вагою в електронних вагах.
Градуювання (вимірювального інструмента)
Операція по нанесенню положень градуювальних відміток вимірювального інструмента (в деяких випадках тільки певних головних відміток), по відношенню до відповідних значень вимірюваної величини.
- Міжнародний словник основних і загальних термінів у метрології
Типове застосування градуювання (нанесення позначок) - це визначення об'єму рідини в резервуарі за допомогою пов'язання об'ємних відміток на занурюваної стрижні з рівнем рідини в резервуарі.
Висновок
Розглянувши зміст метрології в цілому як розділу науки, присвяченій забезпеченню єдності вимірювань, стає очевидним, що ми маємо справу в основному з поняттями фізики, оскільки під одиницями величини завжди малися на увазі величини фізичні. Тим не менш, звертаючись до відомого афоризму Д.І. Менделєєва, винесеного епіграфом до даної роботи, можна сказати, що будь-яка наука повинна включати в себе вимірювальні процедури. Справді, багато сучасних галузі науки звернулися до вимірювання фізичних величин. Без вимірювань фізичних величин немислима сучасна хімія, біологія, медицина, екологія і цілий ряд інших наук, у розвитку яких необхідно «міркувати про природу речей», тобто залучати поняття і категорії фізики і, отже, метрології в тому ключі, в якому викладено її зміст в даній книзі.
Список використаної літератури.
· «Метрологія і стандартизація» електронне видання. Калліником П.Ю., Петров А.М., Лещенко О.М., Барінова Є.В., Соловйова О.В., Соловйова О.В.
· «Метрологія, стандартизація і сертифікація» Нікіфоров А.Д., Бакієв Т.А., М.: Вища школа, 2005. - 422с.
· «Метрологія, стандартизація та технічні засоби вимірювань», Тартовскій Д.Ф., Ястребов А.С., - М.: Вищ. Шк., 2001.
· А так же матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії.