Электрические измерения и метрологические положения

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра метрологии и стандартизации

РЕФЕРАТ

на тему:

 

«Электрические измерения и метрологические положения»

МИНСК, 2008

1 Закон РБ «Об обеспечении единства измерений». Его основные положения.

Метрология – наука об измерениях и способах достижения требуемой точности этих измерений.

Метрология бывает законодательная и теоретическая. Законодательная метрология решает вопросы, относящиеся к компетенции государства и его органов. Теоретическая занимается вопросами единиц физических величин, разработки эталонов и СИ, а также методов измерения и методов обработки результатов.

Термины и определения даются по ГОСТ 18263.

Измерения – нахождение значений физических величин опытным путём с помощью специальных технических средств – СИ (средств измерения).

СИ – технические средства, предназначенные для измерения и обладающие нормированными метрологическими характеристиками.

Единство измерений – такое их состояние, когда результаты этих измерений выражены в узаконенных единицах физических величин, а результаты этих измерений известны с заданной доверительной вероятностью.

Метод измерения – совокупность приёмов применения СИ и методов обработки результатов измерений.

Существует две разновидности методов измерения:

1 Метод непосредственной оценки (прямого преобразования).

2 Метод сравнения, в процессе которого измеряемая величина сравнивается с величиной, значение которой известно.

Метод сравнения имеет несколько модификаций (называемых методами):

– нулевой метод;

– дифференциальный метод, при котором разницу между известной величиной и измеряемой измеряют дополнительно;

– метод замещения, при котором измеряемая величина замещается величиной, значение которой известно;

– метод совпадений, при котором добиваются определенного соотношения между измеряемой и известной величинами.

Погрешность измерений – отклонение результата измерений от действительного значения.

Δ=x-Q  (1)

Так как истинное значение неизвестно, в формулу (1) вместо Q подставляют т.н. действительное значение, которое настолько приближается к истинному, что в данных условиях может быть принято вместо него. Формула (1) дает выражение погрешности в форме абсолютной.

Относительная погрешность

δ=1/Q*100 % (2)

Приведем классификацию составляющих погрешность результата измерения по характеру проявления:

Систематическая погрешность – составляющая, остающаяся неизменной или изменяющаяся закономерно при повторных измерениях одной и той же величины.

Случайная – составляющая, изменяющаяся случайно при повторных измерениях одной и той же величины.

Грубая – погрешность, которая превышает ожидаемую.

По причине возникновения:

– методическая – составляющая, обусловленная несовершенством метода измерений и методов обработки их результатов.

– аппаратурная или инструментальная – обусловлена погрешностью применяемых СИ, применяемых в процессе измерения.

– внешняя – возникающая за счет отклонения 1-го или нескольких влияющих факторов от нормальных значений.

– субъективная – связанная с субъективными особенностями оператора.

Роль и значение метрологического обеспечения народного хозяйства были подчеркнуты во введении. Основные положения метрологического обеспечения разработки, производства, испытаний и эксплуатации продукции, научных исследований и других видов деятельности во всех отраслях народного хозяйства регламентируются в настоящее время ГОСТ 1.25-76. Рассмотрим эти положения и конкретизируем их применительно к метрологическому обеспечению измерений.

Основные положения метрологического обеспечения

Метрологическое обеспечение — это установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Таким образом, конечной целью метрологического обеспечения (МО) является обеспечение единства и требуемой точности измерений в общегосударственном масштабе. При этом под единством измерений понимается такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах (SI), а погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Как видно из приведенного определения, МО имеет научную, техническую и организационную основы. Научной основой МО является метрология, а техническая основа включает следующее:

– систему государственных эталонов единиц физических величин, обеспечивающую воспроизведение единиц с наивысшей точностью;

– систему передачи размеров единиц физических величин от эталонов всем СИ;

– систему разработки, производства и выпуска рабочих СИ, обеспечивающих определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов;

– систему обязательных государственных испытаний СИ, предназначенных для серийного или массового производства;

– систему обязательной государственной и ведомственной поверки или метрологической аттестации СИ, обеспечивающую единообра­зие СИ при их изготовлении, эксплуатации и ремонте;

– систему стандартных справочных данных о физических кон­стантах и свойствах веществ и материалов, достоверными данны­ми обеспечивающую научные исследования, разработку конструк­ций изделий и технологических процессов их изготовления и т. д.;

– систему разработки, стандартизации и аттестации методик выполнения измерений.

Применительно к МО измерений существующая система МО опирается на комплекс стандартов ГСИ. Основными объектами стандартизации ГСИ являются термины и определения в области метрологии, единицы физических величин, нормы точности измерений и формы представления результатов измерений, номенклатура нормируемых метрологических характеристик СИ, методики выполнения измерений, государственные эталоны и общесоюзные поверочные схемы, а также методы и средства поверки СИ, организация и порядок проведения государственных испытаний, поверки и метрологической аттестации СИ и т. д.

Организационной основой МО является метрологическая служба страны. Рассмотрим структуру и основные задачи метрологической службы применительно к средствам и методикам выполнения измерений.

Под метрологической службой (МС) понимается сеть государственных и ведомственных метрологических органов и их деятельность, направленная на обеспечение единства измерений и единообразия СИ в стране. Сеть государственных метрологических органов называют Государственной МС, а сеть метрологических органов отдельного ведомства – ведомственной МС.

Основные понятия Закона РБ «Об обеспечении единства измерений»:

Эталон единицы величины – техническое средство или их совокупность, устанавливающие, воспроизводящие и (или) хранящие единицу величины, а также кратных или дольных значений этой единицы, в целях передачи размера единицы другим средствам измерений (нижестоящих).

Поверка средств измерений – совокупность средств измерений, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным требованиям.

Калибровка – совокупность операций устанавливающих в заданных условиях соотношение между значением величины, полученной с помощью данного измеряемого оборудования и соответствующим значением величины, воспроизводимым эталоном.

Документы по обеспечению единства измерений – технические нормативно-правовые акты (ТНПА).

Система обеспечения единства измерений РБ – согласованная организация и научно – техническая система, представляющая совокупность документов по ОЕИ, измерительного оборудования, метрологических служб, применение и деятельность которых направлена на достижение единства и требуемой точности измерений.

Целью ОЕИ является защита граждан и интересов государства от последствий неточных и неправильных измерений, а также получение объективной, достоверной и сопоставимой измеряемой информации, используемой при принятии решений: охрана здоровья и наследственности, охрана окружающей среды, повышение конкурентоспособности товаров и услуг, рациональное использование всех видов ресурсов, обеспечение национальной безопасности, при решении вопросов экономических связей.

Основными принципами ОЕИ являются:

– применение международных системных единиц;

– использование национальных эталонов, признанных на международном уровне;

– прослеживаемость измерений к единицам СИ;

– доверие к компетентности аккредитованных поверочных калибровочных и испытательных лабораторий и результатов выполненных ими измерений;

– гармонизация научных требований с требования международных организаций;

– функционирование метрологической инфраструктуры, признаваемой на международном уровне.

Сфера действия законодательства метрологии охватывает все виды работ, связанных с безопасностью, экономическими отношениями и безопасностью страны.

СИ, находящиеся в эксплуатации, применяемые для определения значения величины, их соотношений или функций, должны быть отградуированы, соответствовать условиям эксплуатации, требуемой точности и обеспечивать прослеживаемость.

Измерения, осуществляемые в сфере законодательной метрологии должны выполняться по методикам выполнения измерений, которые прошли процедуру метрологического подтверждения пригодности.