Теория о системах измерения о классе точности

Л4: Воспроизведение единиц физических величин и единства измерений .

Доклад об эталонах.

Эталон представляет собой средство измерений ,  обеспечивающее воспроизведение и хранение единиц физической величины с целью передачи единицы образцовым , он рабочим средствам измерений.

В зависимости от подчиненности национальные эталоны подразделяются на:

·         Первичные эталоны воспроизводят и хранят единицы и передают их размер с наивысшей точностью.

·         Специальные эталоны воспроизводят единицы в условиях, при которых прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точности технически неосуществима.

Первичные и специальные эталоны являются частью подчиненных средств  хранения единиц и передачи их размера. Они создают и утверждаются в технических  случаях,  когда  это необходимо для организации поверочных работ  и для обеспечения сократности и наименьшего износа государственных эталонах.

По метрологий назначению вторичные эталоны делятся:

1.       Эталон – копия предназначен для хранения единицы и переда её размера рабочих эталонов. Пример: Эталон – копирует единицы , массы в виде платинопридиевой гири № 26

2.       Эталон сравнения применяется для сличения эталонов , которые   по тем или иным признакам не могут быть непосредственно случаем друг с другом. Пример: группа нормальных элементов , применяемая для сличения государственных эталонов вольта России с международным бюро мер и весов.

3.       Эталон – свидетель применяется для проверки сократности государственных эталонах и для замены его в случае порчи или утраты. Он применяется лишь тогда , когда государственный эталон является невоспроизводимым.

4.       Рабочий эталон применяется для хранения единицы и передачи её размера образцовым средствам измерений высшей точности и при необходисмотсти.

Эталонная база России имеет в своем 114 государственных эталонов и более 250 вторичных эталонов.

Из них 52 находятся во всероссиских исследовательском институте метрологий им. Д.И.Менделеева в том числе килограмм, метр, ампер, кельвин, радиан.

25-во  Всероссиского научно исследовательский институт  физико-технических и радиотехнических единиц измерений и частот ы.

13 –во Всероссиского научно иследоватеьского института оптико – физичиских измерений.

5 и 6  в Уральском и Сибирском научно иследоватеьского институте метрологий.

Кроме национальных эталонах существуют международные  которые хранятся в международном бюро мер и весов, которые систематически народные сличения эталонов крупнейших метрологических лабораторий с международным эталоном и между собой .

Эталон метра и кг сличается в раз 25 лет . Электричества и света эталон (вольта Ома)

Раз в года .

Система единиц физических величин.

1.       Метрическая система мер 1791год Франция национальное собрание мер, кг.

2.       Абсолютная система мер Гаусс мм метр сантиметр.

Принцип когерентности : когерентные системы  единиц заключаются в том во всех формулах , определяют производственные единицы в зависимости от основных, коэффициент всегда равен 1.

Системы единиц.

МКС м кг с

СГС см г с разработана в 1861-1870 , была установлена в 1881г .

МКГСС  м кг-сила с МКСА 1901 г учёный Джорджи  кг с ампер .

Система СИ.

1954 г Международный комитет по мерам и весам создал по разработки единой международной системы единицы.

1956 г Комиссия разработала проект международной системы единиц , который был принят международным комитетом по мерам и весам.

1960 г  Проект утверждён 11-ой Генеральной Конференцией по мерам и весам.

Перечень основных: м,кг, с, ампер, кельвина, и свеча(сила света)

2 доп: и составлен первый список 27 производственных велечин:

В 1961 г  Комитет стандартов мер и измерительных приборов при совете министров СССР утвердил ГОСТ 8967-61 и международной системы единиц,

Основные единицы СИ :

Метр равен длине пути, проходимого света в вакууме за 1/299792458  доли секунд.

Секунда равна 9192631770 периодам излучения соответственно переходом между двумя сверх тонкими уровнями основного состояния атома цезия -133 Кельвин=1/273,16 части термодинамической температура тройной точки воды.

Моль = количество вещества системы содержащей стлько же структур элементов ,  сколько содержится атомов в углероде -12 массой 0,012 кг

Ампер- ???????????

Кандела - ??????????

Дополнение.

Единица плоского угла – радиан – угл между двумя радиусами окружности , дуга между которыми по длине равна радиусу. Радиус равен 57 градусов 17 минут 48 секунд.

Стерадиан (ср) принимает за единицу телесного угла - телесный угол ,   вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает  на поверхности сферы площадь , равную площади квадрата со стороной  равную радиусу сферы. Q=2П(1-cos лямбда/2) где Q- тела < лямбда плоскости угол при вершине квадрата. Q= 11 рад = лябда = 65 градусов 32 минуты

Пср = 120 градусов

Дополнительные единицы образованны для образования единицы угловой скорости, угла ускорения  и т.д.

Сами по себе р и ср применяется для теорического построения  и расчётов , т.к. большинство важных для практики значений в градусах выражается трансцепция числами. 

Задача:При  многократном измерения влажности воздуха  получены значения 8 шт : 65ж;64;66;65;63;64;66;67;

Укажите границы для истинного значения влажночти в % с вершины . ответ : 0,0025

Погрешности измерений.

Основные понятия и определения:

Истинное значение физических величин значение величины найденное  экперементальным путём и настолько близкое к истинному , что в некоторых измерительных задачах может его заменить.

Действительное – значение физической величины которые стремятся найти   в соответствие постоянной  измерительной задачей.

Классификация:

1.       По форме числового выражения

a.       Абсолютная

b.      Относительное

c.       Приведенная

2.       По закономерности появления:

a.       Систематическое

b.      Грубое

c.       Случайные

Случайные:

1.       Предельные

2.       Стандартные

3.       Вероятные

4.       Средние

5.       Среднеарифметические

Систематические:

1.       По виду источника

a.       Методические

b.      Инструментальные

c.       Субъективные

2.       По характеру проявления

a.       Переменные

b.      Профес

Постоянные

Прогрессирующие

Периодические

Абсолютная погрешность – разность между результатом измерения и истинным значением измерительной величины. Дельта = Xп-X

Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины.

Бета = (дельта/X)*100%

Приведенная погрешность -  отношение абсолютной погрешности к нормируемому значению Е условно принятому значению физической величины, постоянному во всем диапазоне измерений:

Гамма = (дельта/ E)*100%

Для приборов с 0-ой отметкой на краю шкалы нормированное значение L  = конечному значению диапазона измерений. Для приборов с 2-х сторонней шкалой L = арифметической сумме модулей конечных значений диапазона измерений.

Случайные погрешности – погрешности возникающие случайным образом, их невозможно устранить , но можно оценить. Для их оценки используются теоретические вертикали. Причинами погрешностей могут оказаться незначительные колебания температуры различных деталей и узлов, скачки напряжения , вибрации, турбулентные движения воздуха,  трение в механизмах, ошибки считывающие показания приборов. Единственный возможный способ объективного учёта случайных погрешностей состоит в определенных статистических законам, проявления в результате многократных измерениях. Рассчитанные статистические оценки вносят в окончательный результат измерения.

Грубые промахи – иногда в результате внезапного падения напряжения в сети   погрешность принимает размеры , явно выходящий за границы, обусловленные ходом эксперимента в целом . Такие погрешности в составе случайной погрешности называются грубыми. К ним тесно примыкают промахи погрешностей, зависящие от наблюдения и связанные с неправильным обращением со средствами измерения, неверным отчетом показаний  или ошибками при записи результатов.

Системные погрешности -  составлящие погрешности измерения , которая остаётся постоянной или закономерно измеряется при повторном измерения одной и той же величины, одним и тем же измеряемым прибором, при одних и тех условиях.

Системная погрешность могут быть обнаружены и устранены : Введения поправки в результат измерений, установка 0 и калибровка измерения приборов .

Методические погрешности – происходят от несовершенства метода измерений, использованных упрощающих предположений и допущений при выводе применяемых формул, влияние измерения прибора на объект измерения.

Инструментальная погрешность – указывается в паспорте прибора, однако чаще указывает максимально возможную погрешность для прибора данного типа.

Субъективная погрешность – вызывается направления отчётами показания прибора человеком (оператором) .

Погрешность от параллакса, вызванная неправильным направлением взгляда при наблюдением за показанием стрелочного прибора.

Постоянные – возникают , например , при неправильной установке начала отсчёта неправильной градуировки средств измерения и остаются постоянными при всех повторных наблюдениях. Поэтому если они возникли , их очень трудно обнаружить в результате измерений.

Прогрессирующие – возрастающие или  убывающие во времени. Возникают, например, при взвешивание , когда одно из коромысел весов находится ближе к источнику тепла , чем другое, поэтому быстрее нагревается и удлиняется. Это приводит к систематическому сдвигу начала отсчёта и к эталонному измерению показания весов.

Периодически0подчинящие определенному закону

Для получения результатов, минимум отличаются от истинных значений величин проводят многократное наблюдение за измеримой величиной  с последующей математической обработкой опытных данных. Тогда отдельные значения погрешности можно будет трактовать как набор значений этой функции.

Основы стандартизации.

Гос. система стандартизации.

Стандартизация  - это установление и применение правил с целью упорядочивания деятельности при участие всех заинтересованных сторон. Стандартизация должна обеспечить возможно полное удовлетворение интересов производительности и погрешностей , повышение производительности труда , экономное расходование материалов.

Объекты  стандартизации : изделия, нормы, правила, требования, методы, термины, обозначения и т.п. имеющие перспективу многократного применения в науке и техники ,промышленном хозяйстве, строительстве.

Гос. стандартизация – форма развития и проведения стандартизации, осуществляемая под руководством гос. органов по единым гос. планам стандартизации.

Международная стандартизация – производится специальными международными организациями или группой гос. с целью облегчения взаимной торговли, научных , технических   и культурных связей .

Стандартизация  - нормативнотехническии документ , установленный комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утверждённым компетентным органам.

Технические условия – документ, по стандартизации, установленный комплекс требовании конкретным типом, маркам , артикулам продукции. ТУ является неотъемлемой части  комплекта технической документации.

Цели и задачи стандартизации:

Главная цель гос. стандартизации (ГОС) – с помощью стандартов устанавливаются показатели, нормы и требования,  соответственно передовому уровню отечественной и зарубежной науке, технике и производству, содействовать обеспечению пропорционально развития всех отраслей народного хозяйства страны.

Установление требований к качестве готовой продукции на основе стандартов и качестве характера, а также характер сырья, материалов , полуфабрикатов, и  комплектов изделии.

Разработка и установление единой системы. Показателей качества продукции , методов и средств контроля и испытании , а также необходимого уровня надёжности изделий с учётом  их  назначению в условиях эксплуатации. 

Установление норм , требований и методов в области проектирования и производства с целью обеспечения максимально качества.

Развитие унификации промышленной продукции, повышение уровня взаимозаменяемости.

Формы стандартизации:

1.       Симплификация – форма стандартизации , заключающаяся в сокращение числа применяемых при разработки изделия или при его производстве марок полуфабрикатов, комплекта изделии и т.д .  до количества, технически экономически  целесообразно достаточно для выпуска с требуемым показателем качества.Являясь простейшей формой и начальная стадия более следующей формы степени , Симплификация оказывается экономически выгодной т.к. приводит к упрощению производительности, складированию отчётности.

2.       Унификация -  рациональное уменьшение числа типов, видов и размеров объектов данных одинаковых функции назначении.

Отдельные изделия и их составные части, марки материалов  и т.д. производится унификация на основе анализов и изучения конструкции вариантов изделий, их применяют путем сведение близких по назначению конструкции и размеров изделии, их составных частей и деталей единой типовой (унификации конструкции).

3.       Типизация -  разновидность стандартов заключается в разработке и установления типовых решении конструктивных , технологических, организационных и т.п. на основе наиболее прогрессивных методах и режимах работы. Применительно к конструктивной типизации состоит в том, что некоторое конструктивное решение (существует или специально разработана) принимается за основное базовое для нескольких одинаковых или близких по функциональному назначению изделии, требуемая номенклатура и варианты изделия строятся на основе базовой конструкции путем внесения в неё ряда второстепенных изменений.

4.       Агрегатирование – метод создания новых машин, приборов и другого оборудования , путём компоновки конечного изделия из-за заграничного набора стандартных и  унифицированных узлов и агрегатов, обладающих геометрических  и функциональных взаимозаменителей.

Категории и виды стандартов.

1.       Международный стандарт

2.       Региональный стандарт

3.       Государственный стандарт РФ (ГОСТ Р)

4.       Межгосударственный стандарт (ГОСТ)

5.       Стандарт отрасли

6.       Стандарт предприятия

1.       Наиболее авторитетная организация разработки международных стандартов  является  ИСО (ISO)

ISO 9K способствует обеспечению качества при проектирований, разработке производств

ISO 14K Охрана окружающей среды и предотвращающие загрязнения

2.       Утвердить комитет  РФ  по стандарту  метр и артификации.

3.       Обязательным для предприятия и организации данной отрасли, а также для других отраслей , применяющих продукцию это отрасли . Определение стандартизации методических характеристик обязательны только для предприятии и организации министерства отрасли, их утвердить . Данные статьи могут ограничивать применения гос. стандарта для использование в  этой отрасли номенклатуры изделии по размеру и и.д. При этом технические характеристики включенные в отраслевой стандарт не могут быть иже чем в гос. стандарте определённых стандартов утвержденным министерство , является ведущим в производстве данного вида продукции.  Обязательным только для  предприятии, утвержденные данный стандарт. Данные стандарты  могут распределят ся на составные части изготовленные на предприятие и изделий. Внутреннее нормы  и правила в области управлений и организации производства, управлении косвенных производств , оснастчику и инструкции,  типовые и технические процессы , методики измерения и контроля. На поставленном предприятие продукцию стандарт предприятие не разрабатывает.