Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
2.1. Физические величины. Международная система единиц СИ. Основные, дополнительные и производные единицы СИ. Внесистемные единицы. Образование кратных и дольных единиц. Независимость законов материального мира от выбора системы единиц.
2.2.Виды измерений: прямые, косвенные, совместные, совокупные. Методы измерений. Метод непосредственной оценки. Методы сравнения (уравновешивания): дифференциальный, нулевой, замещения, совпадений.
2.3.Погрешности измерений. Истинное и действительное значения измеряемой величины. Абсолютная и относительная погрешности. Систематические погрешности. Причины их возникновения, методы обнаружения и исключения.
Случайные погрешности, промахи, грубые погрешности. Причины появления случайных погрешностей. Вероятностные оценки значения случайных погрешностей. Обработка результатов ряда равноточных наблюдений. Среднее арифметическое значение измеряемой величины. Среднее квадратичное отклонение среднего арифметического значения.
Доверительный интервал и доверительная вероятность. Нахождение доверительного интервала при большом и малом числе наблюдений при заданной доверительной вероятности.
Способы выражения точности измерений и формы представления результатов измерений.
Методические и инструментальные погрешности. Статические и динамические погрешности.
[1, 4, 7, 8, 15].
Методические указания
Современная метрология занимается преимущественно физическими величинами, под которыми понимается свойство, общее в качественном отношении многим объектам. В количественном отношении эта величина индивидуальна для каждого объекта. Качественная характеристика всего многообразия физических объектов в соответствии с международной системой единиц (СИ) может быть определена достаточно малым числом основных понятий: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества и сила света. Совокупность этих понятий и их наименования (метр, килограмм, секунда и т.п.) образуют основные единицы СИ. Для характеристики других физических объектов, например, площади, силы, энергии используются производные единицы СИ. При работе с объектами, имеющими сравнительно малое значение, применяются дольные единицы (например, сантиметр, миллиграмм) либо кратные [1, 4, 15]. Определить количественную характеристику физической величины (в дальнейшем просто величины) означает, произвести измерение. Существуют различные методы измерений [4]: непосредственной оценки, сравнения с мерой, замещения и т.д. В частности, метод непосредственной оценки - это метод измерения, при котором значение величины определяют по отчетному устройству измерительного прибора. Другие методы описаны в [4, 15].
Другими характеристиками измерений являются их виды [4, 15]: прямые, косвенные, совокупные и совместные. Например, под прямыми измерениями понимают такие,- при которых искомое значение величины находят из опытных данных (температуру - термометром, электрическое напряжение - вольтметром и т.д.). Другие виды измерений объяснены в [4]. Выбор метода и вида измерений определяется требуемой точностью измерений, условиями проведения измерений и другими факторами. При расчете погрешности физической величины следует учитывать объект измерения, окружающую среду, методические погрешности, погрешности средств измерений и т.д. Для оценки действительного значения величины используются абсолютные и относительные погрешности.
Результаты измерений содержат систематические и случайные погрешности. Основными причинами систематических погрешностей являются инструментальные и методические погрешности. Они могут быть выявлены и устранены или уменьшены. Для повышения достоверности действительного значения величины проводятся многократные измерения, что позволяет объективно оценить случайную составляющую погрешности измерений. Первичной оценкой номинального значения измеряемой величины являются, как правило, среднее арифметическое значение измеряемой величины и среднее квадратическое отклонение (СКО). Они зависят от количества измерений. Поэтому вводится понятие доверительных интервалов с доверительной вероятностью. Эти понятия взаимосвязаны. Доверительные интервалы устанавливаются по СКО с учетом количества измерений и доверительной вероятности. Последняя характеризует относительное число попаданий измеряемой величины в доверительный интервал.
При написании полученной при измерениях физической величины должна быть указана и погрешность ее измерения.
Вопросы для самопроверки
1. Единица измерений.
2. Виды измерений.
3. Методы измерений.
4. Метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой; их преимущества и недостатки.
5. Модификации метода сравнения с мерой.
6. Погрешности измерений.
7. Виды систематических погрешностей и способы их устранения.
8. Случайные погрешности и законы их распределения.
9. Обработка результатов измерений. Доверительный интервал.
10. Нормальный закон распределения вероятностей. Правило трех сигм.
Средства измерений
3.1. Средства измерений и их классификация. Эталоны. Передача разме ров единиц от эталонов к рабочим средствам измерений. Поверочные схемы. Поверка и калибровка средств измерений. Погрешности средств измерения:
абсолютная, относительная и приведенная. Классы точности.
3.2. Меры. Измерительные приборы. Измерительные преобразователи. Измерительные установки и системы. [1, 4, 7, 8, 15]
Методические указания
Средства измерения подразделяются на образцовые и рабочие [1, 4, 15]. Образцовые предназначены для передачи единицы физической величины другим средствам измерений, рабочие – для технических измерений.
В поверочных схемах оговариваются порядок и методика передачи единиц измерения в зависимости от метрологических характеристик средств измерения. Поверочная схема может быть: государственной, ведомственной, локальной. Государственная устанавливает передачу информации о размере единицы в масштабах страны; возглавляется государственными или специальными эталонами. Ведомственная поверочная схема уточняет требования государственной схемы применительно к специфике данного ведомства; возглавляется рабочими эталонами или исходными образцовыми средствами. Локальная поверочная схема уточняет требования государственной схемы применительно к условиям предприятия; возглавляется исходным образцовым средством.
Эталон - это техническое устройство, обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы физической величины с целью передачи ее размера рабочему средству измерения. Эталоны единиц классифицируют по ряду признаков. Например, по точности воспроизведения единиц и подчиненности различаются первичные (исходные) и вторичные эталоны. К вторичным относятся эталоны-копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны.
Поверкой называется проверка соответствия метрологических характеристик нормам и установление на этой основе пригодности средств измерений к применению.
Контроль средств измерения на предмет их пригодности к применению осуществляется двумя основными видами: поверкой и калибровкой. Калибровка средства измерения - это совокупность операций, выполняемых калибровочной лабораторией для определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности средства измерений к применению в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю в соответствии с установленными требованиями.
Поверка обязательна для средств измерений, применяемых в сферах, подлежащих государственному метрологическому контролю (ГМК) и надзору, калибровка же - процедура добровольная, поскольку относится к средствам измерения, не подлежащим ГМК.
Средства измерения по функциональному назначению делят на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные системы и измерительные установки.
Характеристики свойств средств измерений, оказывающих влияние на результаты измерений и их точность, называются метрологическими характеристиками. К метрологическим характеристикам относятся: цена деления шкалы, пределы измерений, диапазон показаний, диапазон измерений, чувствительность измерительного устройства и погрешности средств измерения. Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности. Обобщенной метрологической характеристикой средства измерения является класс точности, определяемый пределами допускаемых погрешностей, влияющими на точность результатов измерения [1, 4, 15].
По зависимости от измеряемой величины погрешности средства измерений разделяют на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные (суммируемые) погрешности не зависят от измеряемой величины. Мультипликативные (умножаемые) погрешности изменяются пропорционально измеряемой величине. Могут быть составляющие, имеющие более сложную зависимость от измеряемой величины, например, так называемые погрешности от нелинейности статической характеристики преобразователя.
На практике часто возникает задача определения результирующей (суммарной) погрешности по известным значениям составляющих этой погрешности. Результирующую погрешность определяют по правилу суммирования случайных величин. Это правило основано на известных положениях теории вероятности.
Вопросы для самопроверки
1. Метрологические характеристики средств измерений.
2. Эталоны. Разновидности.
3. Классификация рабочих средств измерений по точности.
4. Поверка и калибровка средств измерений.
5. Поверочные схемы.
6. Классификация средств измерений по функциональному назначению.
7. Погрешности средств измерения.
8. Классы точности приборов. Назначение и обозначение.
9. Аддитивные и мультипликативные погрешности средств измерений.
10. Суммирование погрешностей измерения.
Основы стандартизации
4.1. Сущность стандартизации и ее задачи. Основополагающие документы по стандартизации. Развитие и состояние стандартизации в РФ.
4.2. Государственная система стандартизации. Ведомственная служба стандартизации. Государственный контроль и ведомственный надзор за введением и соблюдением стандартов. Категории и виды стандартов. Научно-технические принципы стандартизации. Комплексная и опережающая стандартизация. Ряды предпочтительных чисел.
4.3. Международная стандартизация. Международные организации по стандартизации.
4.4. Стандартизация и взаимозаменяемость. Термины и определения в области взаимозаменяемости. Унификация, систематизация, типизация. Виды взаимозаменяемости. Функциональная и геометрическая взаимозаменяемость. Полная и неполная взаимозаменяемость. Внешняя и внутренняя взаимозаменяемость. Условия выполнения взаимозаменяемости.
4.5. Межотраслевые системы государственных стандартов (ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП и т.д.). Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Назначение и выполняемые функции. Классификация стандартов, входящих в ЕСКД. Виды изделий. Виды конструкторских документов. Стадии разработки. Эксплуатационные и ремонтные документы (ГОСТ 2.601-68 - ГОСТ 2.609-79). Основные требования к графическим и текстовым документам. [4, 7, 8, 16].
Методические указания
Под стандартизацией понимается плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм, требований, выполнение которых обеспечивает экономически оптимальное качество продукции, повышение производительности труда и эффективности использования материальных ценностей при соблюдении требований безопасности. Нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным на то органом, является стандартом.
Государственная система стандартизации (ГСС) устанавливает порядок проведения работ по стандартизации в РФ. ГСС базируется на основных принципах: оптимальности, динамизма, системности. Созданы службы стандартизации в отраслях народного хозяйства и на предприятиях. Целесообразность разработки каждого стандарта обосновывается потребностями промышленности и ожидаемым техническим и экономическим эффектом.
В нашей стране руководство деятельностью ведомственных (отраслевых) служб стандартизации и стандартизацией в государственном масштабе осуществляет Госстандарт РФ.
В области международной стандартизации работают различные международные и региональные организации; наиболее представительной является Международная организация по стандартизации (ИСО). Ее высшим органом является Генеральная Ассамблея. Органами ИСО являются комитеты совета, технические комитеты и центральный секретариат.
Являясь одной из важнейших категорий стандартизации, взаимозаменяемость предлагает комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых от проектирования до эксплуатации и ремонта обеспечивает взаимозаменяемость на уровне деталей, сборочных единиц и механизмов. Взаимозаменяемость может быть: геометрической и функциональной, полной и неполной, внутренней и внешней.
Уровень взаимозаменяемости производства характеризуется отношением трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и частей к общей трудоемкости изготовления изделия.
Наибольшее распространение в мировой практике получила геометрическая взаимозаменяемость. В стандартах это нашло отражение в виде общих норм, распространяющихся на все отрасли в машиностроении. Основой для их разработки служат стандарты на ряды предпочтительных чисел и ряды нормальных линейных размеров. Единая система допусков и порядок для гладких цилиндрических и плоских соединений (ЕСДП СЭВ), а также ряды отклонений и допусков для гладких и плоских соединений предусмотрены ГОСТом 25346-89. Поля допусков и рекомендуемые посадки регламентируются ГОСТами 25348-82, 25347-82 и 25349-82.
Своеобразной формой комплексной стандартизации является стандартизация межотраслевых систем. Разработаны такие крупные межотраслевые системы, как единая система конструкторской документации (ЕСКД), единая система технологической документации (ЕСТД), единая система технологической подготовки и производства (ЕСТПП) и др.
ЕСКД - комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения конструкторской документации. Стандарты на конструкторскую документацию включают общие положения, классификацию и обозначение изделий в конструкторских документах и общие правила выполнения эксплутационной и ремонтной документации.
Вопросы для самопроверки
1. Основные задачи государственной системы стандартизации РФ. Объекты стандартизации.
2. Категории и виды стандартов.
3. Стандартизация технической документации. Основные положения о комплексных межотраслевых системах стандартов (ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП и др).
4. Научно-технические принципы стандартизации.
5. Органы и службы стандартизации РФ, отраслей народного хозяйства, организаций и учреждений.
6. Комплексная и опережающая стандартизации.
7. Виды стандартов ЕСКД.
8. Взаимозаменяемость. Разновидности.
9. Унификация, систематизация, типизация.
10. Принципы построения рядов нормальных размеров.
Дата: 2019-12-10, просмотров: 233.