Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
1. Види методів вимірювань
2. Характеристика засобів вимірювань'. Вибір засобів вимірювань
1. Під методом вимірювань розуміють спеціальний прийом або сукупність прийомів порівняння вимірюваної фізичної величини з її одиницею відповідно до реалізованим принципом вимірювань.
За способом отримання числового значення вимірюваної величини все вимірювання класифікуються на два основних види: прямі і непрямі.
Прямими називаються вимірювання, при яких шукане значення величини знаходять безпосередньо з досвідчених даних (наприклад, вимірювання маси на вагах, температури - термометром, довжини - за допомогою лінійних заходів). Непрямими називаються вимірювання, при яких шукане значення величини знаходять на підставі відомої залежності між цією величиною і величинами, які піддаються прямим вимірам (наприклад, визначення електричного опору за результатами вимірювання падіння напруги і сили струму).
Прямі вимірювання величин можна виробляти наступними методами: метод безпосередньої оцінки - значення величини визначають безпосередньо по відліковим-му пристрою вимірювального приладу; вимір маси - циферблатними вагами, сили електричного струму - амперметром. Метод порівняння з мірою - вимірювану величину порівнюють з величиною, що відтворюється мірою, наприклад, вимір маси важільними вагами з уравновешиванием гирями. Нульовий метод - метод порівняння з мірою, коли результуючий ефект впливу величин на прилад порівняння доводять до нуля, наприклад, вимірювання електричного опору мостом з повним його уравновешиванием.
Існує ряд інших методів (диференційний метод, метод порівнянь, метод замененія і т. Д.).
Вище наводилося поняття засоби вимірювання. Наведемо це поняття в більш широкому контексті.
СІ - це засіб, призначений для вимірювань, що виробляє сигнал (показання), що несе інформацію про значення вимірюваної величини, або відтворює величину заданого (відомого) розміру. СІ є конструктивно закінчені вироби (міра, калібр, вимірювальний прилад, вимірювальна система), призначені для вимірювань і здійснюють одну з двох основних функцій: відтворення фізичної величини заданого розміру або перетворення вимірювального сигналу одного виду (розміру) в інший, наприклад в форму, що дозволяє спостерігачеві сприймати значення вимірюваної величини. Система відтворення одиниць фізичних величин і передачі інформації про їх розмірах всім без винятку СІ становить технічну базу забезпечення єдності вимірювань в країні.
СІ, що забезпечує відтворення одиниці величини з максимально можливою точністю і її зберігання для передачі розміру іншим СІ, виконане за особливою специфікацією і офіційно затверджене, називається еталоном. Еталон, затверджений в якості вихідного для всієї країни, називають державним первинним еталоном. З метою проведення різних метрологічних робіт створюються вторинні еталони: еталони-свідки, еталони-копії, еталони-порівняння, робочі еталони.
Еталони-свідки призначені для повірки збереження і незмінності державного еталону і для заміни його у разі псування або втрати. Еталони-порівняння застосовуються для звірення еталонів, які з яких-небудь причин не можуть безпосередньо звіряти один з одним. Еталони-копії використовуються для передачі розмірів одиниць робочим еталонам.
Найбільш поширеними стандартами (сотні тисяч одиниць) є робочі еталони. Еталони робочі поділяються за розрядами (1, 2, 3, іноді - 4). Від робочих еталонів нижчого розряду розмір передається робочим засобам вимірювання (РСІ). РСІ має різною точністю вимірювань: точні РСІ при перевірці отримують розмір від робочих еталонів 1-го розряду; менш точні - від еталонів нижчого 3-го або 4-го розряду (рис. 2). За допомогою РСІ виконуються вимірювання при контролі якості продукції, здійснюється отримання інформації, необхідної для управління технологічними процесами, контролюються характеристики інструменту і стан обладнання.
Передача інформації про розмір одиниць здійснюється методами безпосереднього звірення, а також звірення за допомогою компаратора [2].
Безпосереднє звірення застосовують, як правило, для менш точних заходів, наприклад штрихових мір довжини - лінійок, рулеток, а також для заходів місткості - бюреток, піпеток, мірних колб і т. П. Для більш точної перевірки використовують прилади порівняння - компарірующіе пристрою.
Процес передачі розміру одиниць здійснюється при перевірці і калібрування СІ. Повірка та калібрування являють собою сукупність операцій, які виконуються з метою визначення та підтвердження відповідності СІ документально встановленим технічним вимогам.
Суть перевірки засобів вимірювань полягає в знаходженні похибки СІ і встановленні його придатності до застосування. За змістом повірка СІ - це сукупність операцій, які виконуються органами державної метрологічної служби або іншими уповноваженими організаціями з метою визначення та підтвердження відповідності СІ встановленим технічним вимогам. Процедура перевірки регламентується нормативними документами.
Повірка носить обов'язковий характер і проводиться відносно СІ, які застосовуються в встановлених Законом РФ «Про забезпечення єдності вимірювань» сферах: охорона здоров'я, охорона навколишнього середовища, забезпечення оборони держави та ін.
Калібрування засобів вимірювальної техніки - комплекс операцій, що здійснюються з метою визначення та підтвердження дійсних значень характеристик та (або) придатності до застосування СІ, що не підлягають державному метрологічному контролю і нагляду.
У ст. 23 Закону «Про забезпечення єдності вимірювань» вказується на добровільний характер і область застосування калібрування: «Засоби вимірювання, які не підлягають перевірці, можуть піддаватися калібруванню під час випуску з виробництва або ремонту, при ввезенні з імпорту, при експлуатації, прокаті та продажу».
Калібрування може здійснюватися метрологічною службою юридичної особи або будь-який інший акредитованої на право проведення калібрувальних робіт організацією. СІ, що пройшли калібрування, засвідчуються калібрувальним знаком або відповідним сертифікатом.
Супідрядність державного еталона, вторинних еталонів і робочих засобів вимірювань визначено державної повірочної схемою.
Повірочна схема - це затверджений документ, що встановлює засоби, методи і точність передачі розмірів одиниць від державного еталона робочим засобам вимірювань.
Розрізняють державні і локальні перевірочні схеми.
Державні перевірочні схеми визначаються державними стандартами і поширюються на всі СІ даного виду; локальні перевірочні схеми призначені для метрологічних органів міністерств та метрологічних служб юридичних осіб та повинні відповідати вимогам співпідпорядкованості, яка визначається державної повірочної схемою.
Важливе місце у відтворенні одиниць величин, що характеризують властивості і склад речовин і матеріалів, займають стандартні зразки речовин і матеріалів.
В якості стандартних зразків прийнято розуміти зразки речовин або матеріалів, чий хімічний склад або фізичні властивості типові для даної групи речовин або матеріалів, які визначені з необхідною точністю, відрізняються високою постійністю і засвідчені сертифікатом.
По суті, стандартні зразки служать для підтримки єдності вимірювань, інакше кажучи, є засобами вимірювань. Стандартні зразки використовують для градуювання, механізації тваринницьких ферм хімічного складу і властивостей матеріалів - механічних, теплових, оптичних та ін. Стандартні зразки як заходи зі встановленою похибкою застосовуються безпосередньо для контролю якості продукції та сировини шляхом звірення.
При виборі засобів вимірювань основними метрологічними характеристиками СІ вважаються діапазон вимірювань, точність вимірювань, трудомісткість і вартість контролю якості об'єкта вимірювання.
Діапазон вимірювань - область значень величини, в межах яких нормовані допустимі межі похибки.
Точність вимірювань визначалася вище (див. Питання 14.2). Тут скажімо, що точність СІ повинна бути досить високою в порівнянні із заданою точністю виконання вимірюваного розміру, а трудомісткість вимірювань і їх вартість повинні бути максимально низькими, що забезпечують економічність процесу вимірювання.
Зайва точність вимірювань веде до підвищення трудомісткості і вартості вимірювань, а недостатня точність нерідко призводить до того, що частина придатної продукції при контролі якості може бути забракована і навпаки фактично непридатна продукція може бути прийнята як придатна.