В серии статей связанных с метрологией стандартизацией и сертификацией мы рассмотрим основные вопросы.
Часть 1 состоит из 10 вопросов:
1 Основные понятия и определения в области метрологии: метрология, измерения, физическая величина, значение физической величины, размерность, размер, ранжирование.
2 Классификация величин и шкал измерений величин.
3 Международная система физических величин СИ.
4 Правила определения размерности производных величин.
5 Классификация средств измерений.
6 Метрологические показатели и характеристики средств измерений.
7 Обозначение классов точности средств измерений.
8 Классификация погрешностей и причины их возникновения.
9 Исключение и учет систематической составляющей погрешности.
10 Оценка границ случайной составляющей погрешности.
Ответы:
1. Основные понятия и определения в области метрологии
Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Под измерением понимают познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем физического эксперимента данной физической величины с известной физической величиной, принятой за единицу измерения.
Физическая величина – свойство в качественном смысле присуще многим объектам, а в количественном индивидуальна для каждого объекта.
Значение физической величины – численная оценка размера этой величины в принятых единицах.
Размерность измеряемой величины является качественной ее характеристикой и обозначается символом dim, происходящим от слова dimension. Размерность основных физических величин обозначается соответствующими заглавными буквами. Например, для длины, массы и времени dim l = L; dim m = М; dim t = T.
Размер измеряемой величины является количественной ее характеристикой. Получение информации о размере физической величины является содержанием любого измерения.
Шкалы порядка — это расположенные в порядке возрастания или убывания размеры измеряемой величины. Расстановка размеров в порядке их возрастания или убывания с целью получения измерительной информации по шкале порядка называется ранжированием.
_________________
2. Классификация величин и шкал измерений величин
Величины разделяются на два вида: реальные и идеальные. Идеальные величины главным образом относятся к математике и являются обобщением (моделью) конкретных реальных понятии.
Реальные величины в свою очередь делятся на физические и нефизические. Физическая величина в общем случае может быть определена как величина, свойственная материальным объектам (процессам, явлениям), изучаемым в естественных (физика, химия) и технических науках. К нефизическим следует отнести величины, присущие общественным (нефизическим) наукам — философии, социологии, экономике и т.п.
Физические величины целесообразно разделить на измеряемые и оцениваемые. Измеряемые ФВ могут быть выражены количественно в виде определенного числа установленных единиц измерения. Физические величины, для которых по тем или иным причинам не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены. Под оцениванием в таком случае понимается операция приписывания данной величине определенного числа, проводимая по установленным правилам. Оценивание величины осуществляется при помощи шкал. Шкала величины -упорядоченная последовательность ее значений, принятая по соглашению на основании результатов точных измерений.
Нефизические величины, для которых единица измерения в принципе не может быть введена, могут быть только оценены.
Шкалы: наименований, порядка, разностей (интервалов), отношений и абсолютные.
Шкалы наименований характеризуются только отношением эквивалентности (равенства). Примером такой шкалы является распространенная классификация (оценка) цвета по наименованиям (атласы цветов до 1000 наименований).
Шкалы порядка — это расположенные в порядке возрастания или убывания размеры измеряемой величины. Для облегчения измерений по шкале порядка некоторые точки на ней можно зафиксировать в качестве опорных (реперных). Недостатком реперных шкал является неопределенность интервалов между реперными точками. Поэтому баллы нельзя складывать, вычислять, перемножать, делить и т. п. Примерами таких шкал являются: знания студентов по баллам, землетрясения по 12-балльной системе, сила ветра по шкале Бофорта, чувствительность пленок, твердость по шкале Мооса и т. д.
Шкалы разностей (интервалов) отличаются от шкал порядка тем, что по шкале интервалов можно уже судить не только о том, что размер больше другого, но и на сколько больше. По шкале интервалов возможны такие математические действия, как сложение и вычитание. Характерным примером является шкала интервалов времени, поскольку интервалы времени можно суммировать или вычитать, но складывать, например, даты каких-либо событий не имеет смысла.
Шкалы отношений описывают свойства, к множеству количественных проявлений которых применимы отношения эквивалентности, порядка и суммирования, а следовательно, вычитания и умножения. В шкале отношений существует нулевое значение показателя свойства. Примером является шкала длин. Любое измерение по шкале отношений заключается в сравнении неизвестного размера с известным и выражении первого через второй в кратном или дольном отношении.
Абсолютные шкалы. Под абсолютными шкалами понимают шкалы, обладающие всеми признаками шкал отношений, но дополнительно имеющие естественные однозначно определенные единицы измерения и не зависящие от принятой системы единиц измерений. Такие шкалы соответствуют относительным величинам: коэффициенту усиления, ослабления и т.д.
_____________________________
Остальные ответы содержатся в файле:
