Тема 1.1 Введение в метрологию
Сегодня измерения пронизывают все сферы нашей жизни. Мы оцениваем температуру воздуха на улице, следим за временем, решаем насколько выгодно и рационально практически любое наше действие.
Развитие науки и техники неразрывно связано с прогрессом в области измерений. Поэтому многие научные исследования сопровождаются измерениями, позволяющими установить количественные соотношения и закономерности изучаемых явлений. Любое современное производство немыслимо сегодня без точного, объективного контроля технологического процесса, осуществляемого с помощью средств измерений. Требования к точности технологических измерений постоянно растут. В таких условиях, чтобы разобраться с вопросами и проблемами измерений, метрологического обеспечения и обеспечения единства измерений, нужен единый научный и законодательный фундамент, обеспечивающий в практической деятельности высокое качество измерений, независимо от того, где и с какой целью они проводятся. Таким фундаментом является метрология.
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и о способах достижения требуемой точности.
Измерение является способом количественного познания свойств физических объектов. Существуют различные физические объекты, обладающие разнообразными физическими свойствами, количество которых неограниченно. Такие свойства получили название физических величин.
Физические величины различают в качественном и количественном отношении. Качественная сторона определяет «вид» величины (например, электрическое сопротивление), а количественная – его «размер» (например, сопротивление конкретного резистора).
Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении для множества объектов и индивидуальное в количественном отношении для каждого из них.
Измерение – процесс экспериментального получения одного или более значений физической величины, которые могут быть обоснованно приписаны к этой физической величине.
Главные признаки понятия «измерение»:
– измерять можно свойства реально существующих объектов познания, т.е. физические величины;
– измерение требует обязательного проведения опытов, т.е. теоретические рассуждения или расчеты не могут заменить эксперимент;
– для проведения опытов требуются особые технические средства – средства измерений, приводимые во взаимодействие с материальным объектом;
– результатом измерений является значение физической величины.
Значение физической величины – количественная оценка измеряемой величины, которая должна быть не просто числом, а числом именованным, т. е. результат измерения должен быть выражен в определенных единицах, принятых для данной величины. Только в этом случае результаты измерений, полученные различными средствами и разными экспериментами, сопоставимы.
Единица физической величины – это физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице. Например, давление 1 Па, плотность 1 кг/м>3, объемный расход 1 м>3/с и т. д. При измерении какой-либо величины устанавливают ее числовое соотношение с некоторой другой однородной величиной, принятой за единицу измерения.
Основной задачей метрологии является обеспечение единства измерений и их точности.
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин или в значениях по установленным шкалам измерений, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах и в разное время, с использованием разных методов и средств измерений. Определение понятия «единство измерений» довольно ёмкое. Оно охватывает важнейшие задачи метрологии: унификацию единиц, разработку систем воспроизведения единиц и передачи их размеров рабочим средствам измерений с установленной точностью, проведение измерений с погрешностью, не превышающей установленные пределы и др.
