1. Основные понятия и определения.

Метрология – наука об измерениях, методах средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Измерение – нахождение знач-я физ величины опытным путем с помощью спец тех средств. Значение физической величины это - количественная оценка, т.е. число, выраженное в определенных единицах, принятых для данной величины. Отклонение результата измерения от истинного значения физической величины называют погрешностью измерения – ∆=А-А0, где А – измеренное значение, А0 – истинное. Т.к. истинное значение неизвестно, то погрешность измерения оценивают исходя из свойств прибора, условий эксперимента, анализа полученных результатов. Физ. Велич. – св-во реально сущ-х объектов, общее в качественном и индивидуальное в колличественном смысле. Физические величины – основные (длина, масса, время, сила электрического тока) и производственные. Остальные величины производные. Например, кол-во электри-ва КЛ = А·С; В = Вт/А; Ф= Кл/В. Физическая величина является размерной, если в её определение входит хотя бы одна из основных величин. Безразмерными являются относительные величины. Например: n12 = ω1/ω2 ; KU = U2/U1; и т.д. В зависимости от множества значений, которые могут принимать физические величины, они делятся на аналоговые и квантованные . Аналоговая величина может иметь в заданном диапазоне бесконечное множество значений, а квантованная – конечное. Значение аналоговой величины измеряется с неизбежной погрешностью, квантованная величина может быть определена счетом её квантов, если они постоянны. Измеряемые величины - постоянные или переменные во времени. При измерении постоянной величины достаточно определить одно её значение. Переменные во времени величины разделяют на квазидетерминированные и случайные. Квазидетерминированной называется величина, для которой известен закон изменения во времени, но не известен измеряемый параметр этой зависимости. Пр: i(t)=Imsin(ωt+φ)

Случайной называется величина, размер которой изменяется во времени случайным образом. Обычно объекты исследования обладают бесконечным множеством свойств. Измеряется в процессе эксперимента одно или несколько. Такие свойства называют существенными или основными. Выделение существенных свойств называют выбором модели объекта. Выбрать модель - значит установить измеряемые величины, в качестве которых принимают параметры модели. За истинное значение измеряемой величины принимают значение параметра модели. Например, для силы переменного тока принята модель i(t)=Imsin(ωt+φ) Здесь Im, ω, φ – параметры модели, t – время. Каждый из параметров может быть измеряемой величиной. Идеализация, присутствующая при построении модели, обуславливает несоответствие между параметром модели и реальным свойством объекта. Это приводит к погрешности. Для измерений необходимо, чтобы погрешность была меньше допустимых норм. Информация – как совокупность сведений, уменьшающих начальную энтропию об объектах. Совокупность сведений о значении измеряемых величин называют измерительной информацией. Материальный носитель информации – сигнал. Сигнал, функционально связанный с измеряемой величиной, называют сигналом измерительной информации. Сигнал измерительной информации имеет информативный параметр, т. е. параметр, функционально связанный с измеряемой величиной. Остальные его параметры – неинформативные. Как и физическая величина, сигнал измерительной информации может быть случайным постоянным детерминированным. Технические средства, применяемые в измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики, называют средствами измерений.

2. Виды, методы и методики измерений.

В зависимости от способа обработки экспериментальных данных различают прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения (не используют). Прямые - измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Пр: измерение напряжения вольтметром. Косвенные - измерение, при котором искомое значение величины вычисляется по рез-м прямых измерений других величин. Пр: коэффициент усиления усилителя вычисляют по измеренным значениям входного и выходного напряжений. Рез-т, полученный в процессе измерения физ величины на некотором временном интервале - наблюдением. В зависимости от свойств исследуемого объекта, свойств среды, измерительного прибора и других причин измерения выполняют с однократным или многократным наблюдениями. В последнем случае для получения рез-та измерения требуется статистическая обработка наблюдений, а измерения называют статистическими. Рез-ты ряда последовательных измерений можно использовать для определения закона измерения измеряемой величины. Если на заданном интервале времени число измерений конечно, то говорят о дискретных измерениях, а если бесконечно , то об аналоговых. В зависимости от режима работы средств измерения разделяют на статические и динамические. При статическом измерении выходной сигнал прибора остается неизменным в течение заданного времени (стрелка прибора). В процессе динамического измерения допускается изменение выходного сигнала. Для определения результата необходимо учитывать динамические свойства приборов.

В зависимости от точности оценки погрешности различают измерения с точным или с приближенным оцениванием погрешности. В последнем случае учитывают нормированные данные о средствах и приближенно оценивают условия измерений. Таких измерений большинство. Метод измерения – совокупность средств и способов их применения Числовое значение измеряемой величины определяют путем её сравнения с известной величиной - мерой. В зависимости от способа применения меры различают метод непосредственной оценки и методы сравнения с мерой. При методе непосредственной оценки результат измерения определяют по шкале измерительного прибора. Шкала такого прибора заранее градируется с помощью меры. Методы сравнения предполагают непосредственное участие в процессе измерения меры и однородной с ней измеряемой величины. Группа методов сравнения включает нулевой (что разность между измеряемой величиной и известной (мерой) сводится к нулю, что фиксируется нуль – индикатором), дифференциальный (разность между измеряемой величиной и известной, воспроизводимой мерой, определяется измерительным прибором, неизвестная величина находится по известной и измеренной разности), замещения (на вход прибора поочередно подключают измеряемую величину и известную, воспроизведенную мерой) и совпадения (подбором известной величины добиваются одинаковых показаний прибора).

Методика измерений - установленная совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение рез-а измерений в соответствии с выбранным методом.

3. Подготовка к измерениям.

Измерение – единственный источник информации о свойствах физических объектов и явлений. Подготовка к измерениям включает: а – анализ поставленной задачи; б – создание условий для измерений; в – выбор средств и методов измерений; г – подготовку оператора; д – опробование средств измерений.