Классификация методов и средств измерений

Метод измерений — это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Методы и средства измерений выбирают с учетом мно­жества факторов: является ли измеряемая величина постоянной или переменной, случайной или неслучай­ной, зависимой или независимой, движущейся или не­подвижной. Существуют следующие методы измерения:

непосредственной оценки, сравнения с мерой, противопоставления, дифференциальный, нулевой, замещения и совпадений (ГОСТ 16263—70).

Метод непосредственной оценки — метод, при котором значение величины определяют непосредственно по отчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Метод сравнения с мерой заключается в том, измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Метод противопоставления — сравнение с мерой, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения. С помощью прибора устанавливают соотношение между этими величинами.

Дифференциальный метод основан на сравнении с мерой, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой.

Нулевой метод — сравнение с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля.

Метод замещения — это метод сравнения с мерой, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.

Метод совпадения представляет собой сравнение с мерой, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Средства измерений в соответствии с Государственной системой измерений (ГСИ) делятся на следующие группы.

Эталоны — меры и приборы, предназначенные для воспроизведения и хранения какой-либо величины. К ним относятся государственный эталон метра, эта­пные приборы концевых мер длины.

Образцовые меры и приборы предназначены для проверки и градуировки лабораторных и заводских мер.

Производственные меры и приборы служат для проверки изделий в производственных условиях.

По характеру использования в производственном процессе средства измерений делятся на меры, измери­тельные приборы (инструменты) и калибры.

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Диапазон показаний — это область значе­ний шкалы, ограниченная конечным и начальным зна­чениями школы.

Диапазон измерений — область значений измеряе­мой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений.

Цена деления шкалы — разность значений величи­ны, соответствующих двум соседним отметкам шкалы,

Точность измерений — качество измерений, отража­ющее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Чувствительность — отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины.

Погрешность измерения — отклонение результата из­мерения от истинного значения измеряемой величины.

При конструировании средств измерений стремятся к тому, чтобы погрешность измерения была наимень­шей, а другие метрологические показатели средств из­мерений находились в заданных пределах. Этого дости­гают сочетанием больших передаточных отношений с простотой и технологичностью конструкции. Необходи­мо также, чтобы по возможности ось шкалы прибора и контролируемый размер проверяемой детали распо­лагались на одной прямой. Если это условие не выдер­живается, то перекос и непараллельность направляю­щих измерительного прибора обусловливают значитель­ные погрешности измерения.

ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Если истинное значение величины обозна­чить через Q, погрешность через D, то результат измере­ния у будет равен

 

 

Погрешность измерения выражается либо в едини­цах измеряемой величины (абсолютная погрешность), либо в долях или процентах от значения измеряемой величины (относительная погрешность). В зависимости характера проявления погрешности делятся на систематические и случайные.

Систематическая погрешность — это составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторныхизмерениях одной и той же величины. Косновным причинам возникновения систематических погрешностей относятся погрешности инструмента или метода измерений, индивидуальные особенности зкспериментатора.

Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Случайные погрешности не могут быть исключены из результата измерения. Однако их влияние может быть уменьшено при обработке результатов измерений. Значения случайных погрешностей зависят от точности прибора и опытности экспериментатора. В механических приборах появление случайных погрешностей вызвано зазорами в звеньях кинематической цепи механизма прибора и другими подобными причинами. Значения случайных погрешностей заранее установить нельзя, но можно определить вероятность их появления. Для этого надо знать закон распределения случайных погрешностей.

Числовые характеристики погрешностей измерения п ринято выражать средним арифметическим , средним квадратическим , предельным Dlim значениями случайных погрешностей.

Среднее арифметическое значение результатов ряда наблюдений определяется уравнением

где x_i — значения отдельных случайных величин; п_ik — число появлений случайной величины в данном интервале; N — общее число случайных величин; k — число интервалов группирования.

Средняя квадратическая погрешность ряда измерений равна

 

Предельная погрешность составляет

Погрешности более ±3s не учитывают и считают грубыми ошибками.

15.5. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Для обеспечения принципа взаимозаменя­емости деталей необходимо, чтобы все предприятия страны имели единые средства измерений. С этой целью в СССР введена Государственная система обес­печения единства измерений.

Согласно ГОСТ 8.020—75, за международный метр принята длина, равная 1 650 763,73 длины волны в ва­кууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2р₁₀ и 5 о₅ атома криптона-86. Точность вос­произведения единицы длины составляет 0,002 мкм.

Передача основной единицы от эталона к детали осуществляется в соответствии с поверочной схемой (рис. 50). Согласно этой схеме, размер Государствен­ного эталона метра передается на рабочие эталоны, представляющие собой концевые меры длины, выпол­ненные из кварца. Их хранят в центральных метроло­гических институтах и используют для проверки образ­цовых мер 1-го разряда. Образцовые меры 2-го разря­да проверяются по мерам 1-го разряда, меры 3-го раз­ряда — по мерам 2-го разряда и т. д. От образцовых концевых мер размер единицы длины передается на ра­бочие измерительные инструменты и приборы.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: