Метрология

В силу отсутствия дополнительных данных о средстве измерения, о количестве проведенных измерений, о действительном значении измеряемой величины и так далее, к решению данной задачи могут быть применены лишь общие рассуждения, без указаний конкретного точного значения.
Будем считать, что точность самого средства измерения составляет половину деления разряда, следующего за последней цифрой указанной в условии задачи точности измерения.
Так как в данном случае в относительном виде имеем значение ±0,05, то искомая точность средства измерения должна составлять ±0,005 в абсолютном относительном выражении или ±0,5 % , то есть в 10 раз меньше….

Откладываем по горизонтали и вертикали временные интервалы. Проводим горизонтальные и вертикальные касательные к крайним точкам фигуры, определив тем самым двойную амплитуду искомых напряжений. Строим окружность радиусом равным амплитуде сигнала Ux(t) и делим ее на определенное число частей (в данном случае восемь). По точкам строятся требуемые графики напряжений Ux(t), Uy(t).

Таким образом, для получения спиральной развертки необходимо на обе пары отклоняющих пластин подать одновременно два гармонических напряжения одной и той же частоты, сдвинутых по фазе на 90°, но отличающихся тем, что их амплитуды изменяются во времени по линейному закону….

В первом случае (D= ± a) предельные значения абсолютных погрешностей Dmax могут быть как положительными, так и отрицательными, но одинаковыми по модулю. Графическое отображение зависимости приведено на части а) рисунка.
Во втором случае [D=±(a+ b×x)] в выражении Dmax=a+b*x величина a является предельным значением аддитивной погрешности и не зависит от измеряемой величины X, а величина b*x является предельным значением мультипликативной погрешности, которая прямо пропорциональна измеряемой величине X. Графическое отображение данной зависимости приведено на части б) рисунка…

Эта составляющая общей погрешности результата возникает из-за конечных сопротивлений источника сигнала и прибора. На рисунке показан вольтметр, входное сопротивление RV которого хоть и велико, но не бесконечно. При подключении вольтметра к источнику ЭДС в цепи потечет ток I, определяемый значением ЭДС Еx,а также значениями внутреннего сопротивления источника Rии входного сопротивления прибора RV. Поэтому измеряемое вольтметром напряжение UV всегда будет несколько меньше значения ЭДС Еx,что и приводит к появлению погрешности взаимодействия Δвз….

Данный метод основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений (а) и измерение малых сопротивлений (б). По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление.

Для схемы (а) искомое сопротивление:
Rx’=U’Ix=Ux+UaIx=Rx+Ra,
где Rx – измеряемое сопротивление, а Rа – сопротивление амперметра.
Абсолютная методическая погрешность:
∆R=Rx’-Rx=Rx+Ra-Rx=Ra.
Относительная методическая погрешность:
δR=∆RRx=RaRx.
Для схемы (б) искомое сопротивление:
Rx’=UxI=UxIx+Ia=Rx1+RxRв.
Абсолютная методическая погрешность:
∆R=Rx’-Rx=Rx1+RxRв-Rx=Rx-Rx-Rx2Rв1+RxRв=-Rx2Rв+Rв.
Относительная методическая погрешность:
δR=∆RRx=-Rx2Rв+RвRx=-RxRв+Rв….

Приведенная погрешность γп есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности ∆U к нормируемому множителю Uн.
В данном случае нормируемый множитель в силу особенностей заданной шкалы будет равен:
Uн=150–30=180 В.Тогда получаем:
γп=∆UUн*100%=+2 В180 В*100%=+1,11 %.
Так как число, обозначающее класс точности, является наибольшей приведенной погрешностью прибора на всех отметках рабочей части его шкалы, а в зависимости от степени точности электроизмерительные приборы согласно ГОСТ 8.401-80 делятся на девять классов:
0,02 ; 0,05 ; 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,5 ; 4,0,
то рассматриваемый вольтметр относится к ближайшему стандартному классу точности K=1,5….

Важным классом устройств предназначенных для измерения параметров электрической цепи (сопротивления, емкости, индуктивности и т.д.) методом сравнения, являются мосты. Сравнение измеряемой величины с образцовой мерой, которое производится в процессе измерения при помощи моста, может осуществляться вручную или автоматически, на постоянном или переменном токе.
В простейшем случае мостовая схема содержит четыре резистора, соединенные в кольцевой замкнутый контур. Такую схему имеет одинарный мост постоянного тока:

Сопротивления , , , этого контура называется плечами моста, а точки соединения соседних плеч – вершинами моста. Цепи, соединяющие противоположные вершины, называют диагоналями. Одна из диагоналей (аb) содержит источник питания, а другая (cd) – нуль – гальванометр Г.
Мост называется уравновешенным, если потенциалы точек с и d равны между собой при подключенном источнике питания. Равновесие моста определяется по гальванометру: при ток в измерительной диагонали отсутствует, и стрелка гальванометра стоит на нуле.
Для уравновешенного моста справедливы следующие соотношения:
,
,
,
.

Разделив почленно первое уравнение на второе, получим:
, или .
Таким образом, в уравновешенном мосту произведения сопротивлений противоположных плеч равны между собой:
.
Если плечи , , образованы магазинами сопротивлений, а плечо – неизвестным измеряемым сопротивлением, то, получив равновесие моста за счет изменения , или и отсчитав эти сопротивления, неизвестное сопротивление подсчитывают по формуле:
….

Приведенная погрешность γп есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности ∆U к нормируемому множителю Uн.
В данном случае нормируемый множитель в силу особенностей заданной шкалы будет равен:
Uн=150–30=180 В.Тогда получаем для различных отметок шкалы:
γп1=+0,2180*100%=+0,11 %;

γп2=-0,3180*100%=-0,17 %;

γп3=+0,25180*100%=+0,14 %;

γп4=+0,45180*100%=+0,25 %;

γп5=+0,65180*100%=+0,36 %.
Приведенная погрешность поверяемого СИ в целом:
γп=γпmax=γп5=0,36 %.

Список использованных источников

1. Димов, Ю. В. Метрология, стандартизация и сертификация [Текст] : учебник для студ. вузов (гриф. МО) / Ю. В. Димов. –3-е изд. -СПб. : Питер, 2010. –464 с.
2. Радкевич, Я. М. Метрология, стандартизация и сертификация [Текст]: учеб. для студ. вузов (гриф МО) / Я. М. Радкевич, А. Г. Схиртладзе, Б. И. Лактионов. –3-е изд., перераб. и доп. -М. : Высш. шк., 2007. -761 с.
3. Лифиц, И. М. Стандартизация, метрология и сертификация [Текст] : учебник для студ. вузов (гриф МО). -8-е изд., перераб. и доп. -М. : Юрайт-Издат, 2008. -412 с.
4. Сергеев, А. Г. Метрология и метрологическое обеспечение [Текст] : учебник для студ. вузов (гриф УМО). -М. : Высшее образование, 2008. – 575 с.

…

В данном случае применяется калиброванная развертка, при которой определенному горизонтальному отклонению луча соответствует строго определенная длительность.
Длительность развертки, в свою очередь, должна быть равна или кратна длительности периода сигнала, то есть в частном случае эта величина может быть равна 1 мс/деление….

Приведенная погрешность γп есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности ∆U к нормируемому множителю Uн.
В данном случае нормируемый множитель в силу особенностей заданной шкалы будет равен:
Uн=150–30=180 В.Тогда получаем:
γп=∆UUн*100%=+0,2 В180 В*100%=+0,111 %.
Так как число, обозначающее класс точности, является наибольшей приведенной погрешностью прибора на всех отметках рабочей части его шкалы, а в зависимости от степени точности электроизмерительные приборы согласно ГОСТ 8.401-80 делятся на девять классов:
0,02 ; 0,05 ; 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,5 ; 4,0,
то рассматриваемый вольтметр относится к ближайшему стандартному классу точности K=0,2….

интервал деления шкалы пневматической калибр-пробки при цене деления 1 мкм равен 5. 
Измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно по показаниям СИ называют… прямым измерением.
Метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой называется … метод измерений замещением.
Резкие кратковременные изменения условий проведения измерений могут быть возможной причиной возникновения … (промахов).
Варианты ответов:
1. промахов; 2. инструментальной погрешности;3. методической погрешности; 4. субъективной погрешности.
Амперметр с пределами измерений от -10 А до +25 А класса точности 1,0
показывает 5 А. Предел допускаемой погрешности прибора равен…0,05 А

Варианты ответов:
1. 0,15 А 2. 0,25 А
3. 0,05 А 4. 0,35 А
9. Сколько в настоящее время в теории измерений принято различать типов
шкал измерений? (Пять)
Варианты ответов:
1. две 2. три
3. четыре 4. Пять
10. Как определяется числовое значение физической величины из основного уравнения измерения?
Основное уравнение измерений имеет вид:
Q = q*υ, где
Q — измеряемая физическая величина;
q — её числовое представление в принятых единицах измерения физической величины Q;
υ — принятая единица измерения физической величины Q.
Следовательно, числовое значение физической величины из основного уравнения имеет вид
q = Q/ υ.
11. Организационной основой обеспечения единства измерений являются…2. метрологические службы;
Варианты ответов:
1. министерства и ведомства; 3. службы стандартизации;
2. метрологические службы; 4. местные администрации.
12. Дать определение понятию «калибровка СИ»
Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений.

13. 1. Опережающая стандартизация.
Опережающая стандартизация – это установление повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм, требований к объектам стандартизации, которые согласно прогнозам будут оптимальными в последующее планируемое время.
13.2. Что такое агрегатирование?
Агрегатирование – метод создания машин, приборов и других изделий, состоящих из унифицированных, многократно используемых, взаимозаменяемых составных частей.
13.3. Правила стандартизации
1. Системный анализ в стандартизации.
2. Научный подход в стандартизации.
3. Принцип предпочтительности.
4. Унификация, типизация, агрегатирование и симплификация.
Системный анализ в стандартизации – направление практической деятельности, в основе которого лежит рассмотрение объектов стандартизации как систем. В общем случае системный анализ рассматривают как некоторый процесс, в результате которого путем последовательного приближения решаются задачи управления.
Системный анализ имеет следующий перечень типовых стандартных элементов: цели, пути достижения поставленных целей, определение требуемых ресурсов и их распределение, модель и критерий.
Научный подход в стандартизации основан на том, что основные показатели, нормы, характеристики и требования, включаемые в стандарт, должны соответствовать передовому уровню науки и техники и основываться на результатах научно- исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Принцип предпочтительности используют при разработке стандартов на изделия широкого применения, решении задач рационального выбора и установления градаций количественных значений параметров изделий, проведении унификации, типизации и должен основываться на использовании рядов предпочтительных чисел.
Унификация – рациональное сокращение видов, типов, размеров изделий, имеющих одинаковое функциональное назначение.
14.1. Что такое сертификат соответствия?
Сертификат соответствия – документ, удостоверяющий соответствие объекта требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров.
Сертификат соответствия оформляют на официальном бланке. Он содержит информацию об органе, выдавшем сертификат, заявителе, сертифицированной продукции, нормативных документах, на соответствие которым проведена сертификация. Сертификат подписывают лица, уполномоченные органом по сертификации, и выдают его заявителю.

14.2. Состав и структура НД на услуги.
Основополагающие стандарты на услуги должны включать:
– терминологию по каждой группе однородных услуг;
– номенклатуру показателей качества по каждой группе однородных услуг.
По услугам стандарты такого вида пока редки, что приводит к проблемам при сертификации. Стандарты на услуги должны устанавливать требования к группам однородных услуг или к услуге конкретного вида. Стандарты на процессы устанавливают основные требования к технологии (методам, способам, приемам, режимам, нормам) исполнения различных услуг на всех этапах их жизненного цикла (проектирование, маркетинг, создание, исполнение, обслуживание, информирование и др.).
Стандарты на методы оценки (проверки, контроля) качества услуг практически отсутствуют. Поэтому необходимо сначала разработать основополагающий стандарт, а затем комплекс стандартов по группам однородных услуг. Основными методами проверки и оценки качества нематериальных услуг явля-ются социологические и экспертные. Для материальных услуг применимы расчетно-аналитические, органолептические, инструментальные методы.
Стандарты на предприятия устанавливают требования к предприятиям однородных услуг, их классификацию. Стандарты на персонал должны включать требования к обслуживающему и производственному персоналу. Широкое видовое разнообразие документов, устанавливающих требования к качеству работ и услуг, входит в противоречие с принципом унификации нормативных документов (НД) для объектов государственного регулирования. Большинство документов не удовлетворяет понятию нормативных документов. Хотя введение в состав НД понятия «технический регламент» как документа, содержащего правовые нормы, и расширило нормативную базу, все же стандартов на работы и услуги пока мало, и их разработка более чем актуальна.
С этой целью созданы технические комитеты (ТК) по стандартизации отдельных видов услуг, в том числе ТК 342 «Услуги населению», который занимается …

В данном случае имеет место частотная погрешность, обусловленная изменением сопротивлений индуктивных и ёмкостных элементов средств измерений с изменением частоты, потерями на перемагничивание ферромагнитных материалов, потерями на вихревые токи в металлических деталях средств измерений, влиянием паразитных индуктивностей и ёмкостей (на высоких частотах). Эти причины не позволяют получить одинаковую точность измерений во всём указанном диапазоне частот. В документации на средства измерений переменных напряжений обязательно указывается область частот, в которой гарантируется определённая точность измерений данным средством. Увеличение погрешности измерений с ростом частоты является общей закономерностью для средств измерений напряжений.
Так как в данном случае имеет место выход за пределы нормальных условий эксплуатации, то классифицируем данную погрешность, как дополнительную….

Приведенная погрешность γп есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности ∆U к нормируемому множителю Uн.
В данном случае нормируемый множитель равен Uн=600 В для обоих вольтметров.
Тогда получаем, что абсолютные погрешности, а значит и точность измерения, полностью определяются значениями приведенных погрешностей. А так как более точным является первый прибор, то его показание и принимаем за действительное значение напряжения:
Uд=600 В….

Метод непосредственного сличения поверяемого средства измерения с эталонным средством – наиболее распространенный метод поверки в области электрических и магнитных измерений.
Основой метода является проведение одновременных измерений одного и того же значения единицы физической величины поверяемым и эталонным средством измерения. Структурная схема поверки методом непосредственного сличения представлена на рисунке:…