Реферат: Засоби вимірювальної техніки

Поняття "засіб вимірювань" наведено в підп. 1.4.2.

При практичних вимірюваннях поняття "умовно істинне значення ФВ" і "результат вимірювання" вважаються ідентичними, і тільки при порівнянні показів двох ЗВ, на чому ґрунтується повірка та метрологічна атестація ЗВ (див. § 5.4), вони розрізняються. За умовно істинне (дійсне) значення приймають показ більш точного, зразкового ЗВ, а за результат вимірювання - показ ЗВ, що повіряється (атестується).

Сказане вище можна сформулювати у вигляді трьох постулатів вимірювань.

1. Існує істинне значення ФВ, яке підлягає вимірюванню. Це значення якнайкраще відображає в кількісному відношенні розмір відповідної властивості ОВ.

2. Істинне значення ФВ визначити неможливо через недосконалість різних елементів процесу вимірювання (див. § 1.3). Тому вимірюють умовно істинне (дійсне) значення ФВ, яке відрізняється від її істинного значення.

3. Істинне значення ФВ є постійним.

Математично результат вимірювання X (значення фізичної величини ) в загальному вигляді подають у формі запису, названого основним рівнянням вимірювання:

, (1.1)

де - числове значення вимірюваної фізичної величини (показ ЗВ);

- одиниця вимірювань (одиниця фізичної величини).

Основним дане рівняння названо тому, що воно повністю розкриває метрологічну суть вимірювань, яка полягає в порівнянні розміру вимірюваної ФВ Х з прийнятою одиницею цієї ФВ.

Таким чином, результат вимірювання виражають іменованим або неіменованим числом, яке становить співвідношення розміру вимірюваної ФВ з її одиницею. Приклади: 220 В, 36 ^о C - іменовані числа; відношення напруг 10,0, коефіцієнт підсилення 100 - неіменовані числа.

Якісна відміна результату вимірювання та умовно істинного (дійсного) значення вимірюваної ФВ від її істинного значення характеризується похибкою вимірювання (див. § 2.1). Похибка властива будь-якому вимірюванню і є досить важливим показником якості вимірювань. Тому, вказуючи результат вимірювання, необхідно наводити характеристику похибки, за якою він одержаний. Адекватним похибці є інший показник якості вимірювань - точність вимірювання, що, як і похибка, відображає міру близькості результату вимірювання до істинного значення вимірюваної величини.

Крім похибки і точності вимірювань, для характеристики якості вимірювань використовуються й інші показники: правильність, збіжність і відтворюваність, а також невизначеність. Їх фізичний зміст розкрито в § 2.2.

Вимірюванням властива одна фундаментальна особливість, яка полягає в єдності методології оцінки ступеня досягнення поставленої мети. Ця методологія узагальнюється науковою дисципліною "метрологія".

Метрологія - це наука про вимірювання, яка включає теоретичні і практичні аспекти вимірювань в усіх галузях науки і техніки. Головним завданням метрології є забезпечення єдності і заданої (потрібної) точності вимірювань.

Єдність вимірювань - стан вимірювань, при якому їхні результати виражаються в узаконених одиницях вимірювань, похибки вимірювань відомі та з заданою ймовірністю не виходять за встановлені границі.

Забезпечення єдності вимірювань є необхідним для зіставлення результатів вимірювань, виконаних у різний час, у різних місцях, різними методами і засобами, різними експериментаторами.

1.2. Системи фізичних величин і одиниць вимірювань

1.2.1. Системи фізичних величин

Вимірювання фізичних величин, що характеризують той чи інший ОВ, дозволяють установити і кількісно виразити зв’язки, які існують між цими величинами. Саме так, наприклад, було встановлено математичний зв’язок між масою тіла, прискоренням і силою, яка його створює, відомий під назвою другого закону Ньютона.

Аналітичний зв’язок між фізичними величинами, що відображає різні властивості будь-якого ОВ, виражається рівнянням зв’язку, яке в загальному випадку має вигляд:

, (1.2)

де - фізичні величини, ;

- абстраговані додатні та від’ємні числа;

A - числовий коефіцієнт.

Сукупність фізичних величин, що розглядаються як узагальнені фізичні властивості і зв’язані між собою строгими функціональними залежностями, називається системою фізичних величин. Фізичні величини поділяють на основні та похідні.

Основна фізична величина - це фізична величина, що входить у дану систему фізичних величин і прийнята за незалежну від інших величин цієї системи. Наприклад, до основних величин різних систем належать довжина, маса, час.

Похідна фізична величина - це фізична величина, що входить у дану систему фізичних величин і визначається через основні величини цієї системи.

Такою величиною, наприклад, є швидкість, якщо за основні величини системи вибрані довжина і час. Розмірність похідних величин визначається через розмірності основних величин.

Під розмірністю фізичної величини розуміють вираз, що відображає її зв’язок з основними величинами даної системи фізичних величин. Розмірність основної ФВ не залежить від інших величин, тобто формула розмірності основної величини збігається з привласненим їй умовним символом. Розмірність похідної фізичної величини є добутком розмірностей основних величин, піднесених до відповідних степенів.