Основные термины и определения метрологии. Системы физических величин и единиц

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ФГБОУ ВО «ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Высшая нефтяная школа
Метрологические основы химического анализа
«ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МЕТРОЛОГИИ. СИСТЕМЫ ФИЗИЧЕСКИХ
ВЕЛИЧИН И ЕДИНИЦ»
старший преподаватель Смородинова Т.Н.
[email protected]

2.

Предмет метрологии
Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения
их единства и способах достижения требуемой точности.
РМГ 29–99 Государственная систем а обеспечения единства измерений. М ЕТРОЛОГИЯ. Основные термины и определения.
«… наука начинается … с тех пор,
как начинают измерять; точная наука немыслима без
меры»
«В природе мера и вес суть главные
орудия познания»
2

3.

Предмет метрологии
Измерение
– это получение количественной информации о
характеристиках свойств объектов и явлений окружающего мира
опытным путём (т.е. экспериментально).
Предмет – извлечение измерительной информации о свойствах
объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.
Средства метрологии – это совокупность средств измерений и
метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное
использование.
3

4.

Предмет метрологии
4

5.

Предмет метрологии
5

6.

Основные задачи метрологии
- установление единиц физических величин, государственных
эталонов и образцовых средств измерений;
- разработку теории, методов и средств измерений и контроля;
- обеспечение единства измерений;
- разработку методов оценки погрешностей, состояния средств
измерения и контроля;
- разработку методов передачи размеров единиц от эталонов или
- образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.
6

7.

История развития метрологии
1832
год
1835
год
XVIII
век
1918
год
1893
год
1875
год
1960
год
XX
век
7

8.

Физические свойства и величины
Физическая величина — одно из свойств физического объекта
(физической системы, явления или процесса), общее в качественном
отношении для многих физических объектов, но в количественном
отношении индивидуальное для каждого из них.
Семь основных физических величин
длина
масса
время
сила электрического тока
термодинамическая температура
количество вещества
сила света
8

9.

Физические свойства и величины
9

10.

Физические свойства и величины
10

11.

Основное уравнение измерений
Q - Значение физической величины
q - Числовое значение физической величины
[Q] - Единица физической величины
11

12.

Размерность физической величины
Размерность физической величины — это соотношение между единицами
величин, входящих в уравнение, связывающее данную величину с другими
величинами, через которые она выражается.
dim (от слова dimension – размер, англ.)
Например: dim m = M, dim t = T
12

13.

Размерность физической величины
Свойства размерности:
- если числовое значение величины А равно произведению величин
B и С, то размерность А равна произведению размерностей В и С —
[А]=[В]×[С];
- если числовое значение величины А равно отношению величин B и
С, то размерность А равна отношению размерностей В и С —
[А]=[В]/[С];
- если числовое значение величины А равно степени n числового
значения величины B, то размерность А равна степени n размерности В
— [А]=[В]n.
13

14.

Измерительные шкалы
Способы получения измерительной информации:
Шкала физической величины представляет собой упорядоченную
совокупность значений этой величины, принятую по соглашению на
основании результатов точных измерений.
14

15.

Неметрические шкалы
Шкала наименований (шкала классификации)
15

16.

Неметрические шкалы
Шкала порядка (шкала рангов)
16

17.

Метрические шкалы
Шкала интервалов (шкала разностей)
17

18.

Метрические шкалы
Шкала отношений
18

19.

Метрические шкалы
Абсолютные шкалы
19

20.

Метрические шкалы
Задание: заполните таблицу
Признак/
пример
Шкала
наименований
Шкала
порядка
Шкала
интервалов
Шкала
отношений
Абсолютная
шкала
Допустимые
логические и
математически
е соотношения
между
проявлениями
свойств
Наличие нуля
Наличие
единицы
измерения
Пример
20

21.

Системы физических величин и
единиц
Физические
величины
Основные (условно
независимые)
Производные
(условно зависимые)
Дополнительные
21

22.

Системы физических величин и единиц
Международная система единиц (СИ) была
конференцией по мерам и весам в 1960 г.
принята ХI Генеральной
Система единиц СИ действует с 1 января 1982 г. в соответствии с ГОСТ
8.417–2002 «ГСИ. Единицы величин».
22

23.

Системы физических величин и единиц
Основные и дополнительные единицы ФВ системы СИ
23

24.

Системы
физических величин
и единиц
Производные единицы системы
СИ, имеющие специальное
название
24

25.

Системы физических величин и единиц
Множители и приставки для образования десятичных кратных
и дольных единиц и их наименований
25

26.

Системы
физических величин
и единиц
Внесистемные единицы,
допускаемые к применению
наравне с единицами СИ
26

27.

Системы
физических величин
и единиц
Внесистемные единицы,
изъятые из употребления,
и их связь с единицами системы
СИ
27

28.

Эталоны и образцовые средства измерения
Единица длины
Длина - метр - длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458
долю секунды.
28

29.

Эталоны и образцовые средства измерения
Единица массы
Масса – килограмм - масса, равная массе международного прототипа
килограмма.
29

30.

Эталоны и образцовые средства измерения
Единица времени
Время – секунда - продолжительность 9192631770 периодов излучения,
соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями
основного состояния атома ЦЕЗИЯ -133.
30

31.

Эталоны и образцовые средства измерения
Единица силы тока
Сила электрического тока – ампер - сила не
изменяющегося тока, который, проходя по двум
нормальным
прямолинейным
проводникам
бесконечной длины и ничтожно малой площади
круглого поперечного сечения, расположенным
на расстоянии 1м один от другого в вакууме,
вызывает
между
проводниками
силу
взаимодействия, равную 2·10-7 Н на каждый
метр длины.
31

32.

Эталоны и образцовые средства измерения
Единица термодинамической температуры
Термодинамическая
температура
–
кельвин
1/273,16
термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается
использовать также шкалу Цельсия.
32

33.

Эталоны и образцовые средства измерения
Единица силы света
Сила света – кандела - сила света в заданном
направлении
источника,
испускающего
монохроматическое
излучение
частотой
540·1012 Гц, энергетическая сила света
которого в этом направлении составляет 1/683
Вт/ср.
33

34.

Эталоны и образцовые средства измерения
Единица количества вещества
Количество вещества – моль
- количество вещества системы, содержащей столько же
структурных
элементов,
сколько атомов содержится в
УГЛЕРОДЕ-12 массой 0,012 кг.
34

35.

Система обеспечения единства измерений
В Российской Федерации принят «Закон Российской Федерации об
обеспечении единства измерений»
В соответствии с Законом:
Единство измерений — состояние измерений, характеризующееся тем,
что их результаты выражены в узаконенных единицах, размеры которых в
установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых
первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны
и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.
35

36.

Система обеспечения единства измерений
36

37.

Система обеспечения единства измерений
Передача размеров единиц физических величин
ГОСТ 8.061-80 «ГСИ. Поверочная схема. Содержание и построение»
МИ 83-76 «Методика определения параметров поверочных схем»
37

38.

Система обеспечения единства измерений
Классификация измерений
38

39.

Система обеспечения единства измерений
Классификация измерений
39

40.

Система обеспечения единства измерений
Прямые измерения
40

41.

Система обеспечения единства измерений
Косвенные измерения
41

42.

Система обеспечения единства измерений
Совместные измерения
42

43.

Система обеспечения единства измерений
Совокупные измерения
43

44.

Система обеспечения единства измерений
Статические и динамические измерения
44

45.

Система обеспечения единства измерений
Также измерения разделяют на
Равноточные измерения
Однократное измерение
Абсолютное измерение
Технические измерения
Неравноточные измерения
Многократное измерение
Относительное измерение
Метрологические измерения
45

46.

Система обеспечения единства измерений
Методы измерений
46

47.

Система обеспечения единства измерений
Метод непосредственной оценки
47

48.

Система обеспечения единства измерений
Нулевой метод измерений
48

49.

Система обеспечения единства измерений
Дифференциальный метод измерений
49

50.

Система обеспечения единства измерений
Метод измерений замещением
50

51.

Спасибо за внимание!