A mérési eredmények feldolgozása
Metrológia, szabványosítás, tanúsítás
A metrológia a mérések tudománya, azok módszerei és eszközei, amelyek biztosítják egységüket és a szükséges pontosság elérését.
A metrológiai fogalmak és definíciók az MI 2247-98-ban vannak megadva, amely a GOST 16263-70 helyére került.
A fizikai mennyiségek sajátosak a természetes és műszaki tudományokban tanult tárgyakkal.
A fizikai mennyiség olyan tulajdonság, amely minőségi értelemben sokféle fizikai tárgyhoz tartozik, de mennyiségi szempontból minden egyes objektum esetében (hossz, tömeg, hőmérséklet stb.).
A fizikai mennyiség nagysága egy adott anyagi tárgyhoz, rendszerhez, jelenséghez vagy folyamathoz tartozó fizikai mennyiség kvantitatív meghatározása.
A fizikai mennyiség értéke egy fizikai mennyiség expressziója egy bizonyos számú elfogadott egység formájában. A fizikai mennyiség értékének elvont számát numerikus értéknek nevezik. Például a lyuk átmérője 10 mm.
A fizikai mennyiség tényleges értéke egy olyan fizikai mennyiség értéke, amelyet kísérletileg és olyan közel áll a valódi értékhez, hogy a beállított mérési probléma helyett helyettesíthető. A műszaki méréseknél a tényleges értékként a fizikai mennyiségnek a technikai követelmények tekintetében a hibahatárral megtalált értékét kell figyelembe venni.
A fizikai mennyiség valódi értéke egy olyan fizikai mennyiség értéke, amely minőségi és mennyiségi értelemben a megfelelő fizikai mennyiséget jellemezné.
A fizikai mennyiség mérési egysége egy fix méretű fizikai mennyiség, amely feltételesen egy egységnyi értékű numerikus értékkel rendelkezik, és alkalmazható homogén fizikai mennyiségek kvantitatív kifejeződésére.
A fizikai mennyiség mérési skála egy olyan mennyiség rendezett értékkészlete, amely egy adott mennyiség mérésének kezdeti alapjaként szolgál.
A mérési skálák típusai:
- A nevek skáláját a tulajdon különböző minőségi megjelenítésének (pl. Színskálák) egyenértékűségének becslése jellemzi;
- A megrendelési skálák leírják az értékelendő ingatlan növekvő vagy csökkenő sorrendjében megrendelt mennyiségek tulajdonságait, jellemző a mérési egység hiánya (földrengésmérési skála, tengerszint);
- feltételes mérlegek - olyan értékmérlegek, amelyek kezdeti értékeit hagyományos egységekben (nevek és sorrendek) fejezték ki;
- osztásértékben (különbségek) leírja a tulajdonságait a mennyiségek nem csak útján egyenértékűség kapcsolatok és az eljárással, de az arányosság kapcsolatot, és összegezve időközönként (különbségek) közötti mennyiségi tulajdonságok megnyilvánulása; a skáláknak van egy hagyományosan választott kezdete - nullpont és mérési egységek (különböző naptárak, hőmérsékleti méretek kronológiája);
- A kapcsolási skálák leírják azoknak a mennyiségeknek a tulajdonságait, amelyek megnyilvánulása esetén az egyenértékűség, a rend és az arányosság logikai viszonyai alkalmazhatók; a mérlegekben természetes nullapontot és egy mértékegységet állapítanak meg (tömegméret és termodinamikai hőmérséklet, elektromágneses hullámok);
- Az abszolút mérlegek a kapcsolati skálák minden jeleit tartalmazzák, továbbá rendelkeznek a mértékegység természetesen egyértelmű meghatározásával, amelyek a relatív egységekre jellemzőek: az amplifikáció, a csillapítás és a hasznosság együtthatói.
Nemzetközi SI rendszer
A fizikai mennyiségek rendszere az elfogadott elvek szerint kialakított fizikai mennyiségek halmaza.
A fő mennyiség a rendszerbe belépő mennyiség és független mennyiségben (m, kg, s, amper, kelvin, mol, candela) bevitt mennyiség.
A származtatott mennyiség a rendszerbe bejutó és a rendszer alapértékein (m / s) keresztül meghatározott mennyiség.
SI rendszer - egységes nemzetközi egységrendszert fogadtak el az XI. Általános Konferencián az intézkedésekről és a súlyokról 1960-ban. Az Orosz Föderációban az SI 1981.01.01-től működik.
A mérőegységet az SI rendszer hosszának mértékegységeként használják. A mérés és mérések 17. ülésszakának általános konferenciája elfogadta a mérőműszer meghatározását.
A mérő az út azon hossza, amelyet vákuumban a 1/299792458-as fény egy másodperc törtrészében áthalad.
A síkszög mérési egysége a radián, amely megegyezik a kör két sugarának szöge és az ívhossz között, amely egyenlő a sugárral.
A mérnöki iparban az egységeket használják (olyan egységek, amelyek egészen többször kisebbek a rendszeren vagy a nem rendszerszinten): a lineáris egységek milliméterek és mikrométerek; A szögletes egységek fokozatok, percek és másodpercek.
A valódi méret a feldolgozás, gyártás eredményeképpen nyert méretek, amelyek értékét nem ismerjük, bár létezik.
A tényleges méret a mérés által meghatározott méret, megengedett hibával.
A lineáris méret (méret) egy lineáris érték számtani értéke méterben vagy annak egy részében.
A szögméret a két felület vagy a tengely közötti szög radikánokban, fokokban, percekben vagy másodpercekben. Egy konkrét eset a fogaskerekek derékszögétől vagy pontosságától való eltérés mikrométerben.
A fizikai mennyiség mérése a fizikai mennyiséget tároló műszaki eszköz használatának műveleti sorozata, amely biztosítja a mért mennyiségnek az egységgel való arányának meghatározását és ennek a mennyiségnek a megszerzését. Mérési modell:
A szabályozás egy speciális mérési eset, amelyben a fizikai mennyiségnek a megengedett határértékekhez való igazítása megtörtént.
Az eredmény megszerzésének módjával különböző mérési típusok jönnek létre.
A közvetlen mérés olyan mérés, amelyben az érték kívánt értéke közvetlenül megtalálható.
A közvetett mérés a fizikai mennyiségek keresett értékének meghatározása olyan más fizikai mennyiségek közvetlen mérésének eredménye alapján, amelyek funkcionálisan kapcsolódnak a kívánt mennyiséghez.
Az aggregátummérések több azonos mennyiségű, egyidejű mérés egyidejű mérésére szolgálnak, amelyre a kívánt értéket találjuk egy egyenletrendszer megoldásával.
A közös mérések két vagy több nem azonos mennyiségű (közvetlen és közvetett) mérés egyidejű mérése közöttük.
A mérés módja a mért fizikai mennyiségnek a készülékkel való összehasonlítására szolgáló vétel vagy a módszerek halmaza a megvalósított mérési elvnek megfelelően.
- közvetlen értékelési módszer - olyan mérési módszer, amelyben az érték értékét közvetlenül a mérőeszköz mérési módjából határozzák meg.
- az intézkedéssel való összehasonlítás módja - olyan mérési módszer, amelyben a mért értéket összehasonlítjuk az intézkedés által reprezentált értékkel.
- érintkezési mérési módszer - olyan mérési módszer, amely abból fakad, hogy az eszköz érzékelő elemét érintkezésbe hozza a mérés tárgyával.
- érintés nélküli mérési módszer - olyan mérési módszer, amely abból fakad, hogy a mérőmű érzékelő elemét nem érintik a mérés tárgyával.
A méréshez különböző méréseket használnak.
1.3. Mérési eszközök
mérő eszköz (SI) - technikai eszközök mérésére, amelynek normalizált mérési jellemzőkre, reprodukálására és (vagy) a tárolóegységet a fizikai mennyiség, a méret, amely elfogadott változatlanul egy bizonyos időintervallumban.
A fizikai mennyiség mérése egy reprodukcióra szánt mérőeszköz és egy vagy több meghatározott méretű fizikai mennyiség tárolása, amelyek értékeit az előírt egységben fejezik ki, és amelyek ismertek a szükséges pontossággal.
Egyértékű intézkedés egy olyan intézkedés, amely azonos méretű fizikai mennyiséget (súly, hosszúság végmérője) reprodukál.
Egy többértékű intézkedés egy olyan intézkedés, amely hasonló méretű, különböző méretű (repedt méretet, vonalzót) sorozatát reprodukálja.
Mérőműszer - olyan mérőeszköz, amelyet a mért fizikai mennyiség értékének megszerzésére terveztek a meghatározott tartományban.
A mérőgép nagyméretű mérőeszköz, amely a termék jellemző fizikai mennyiség pontos mérésére szolgál. Például koordináta mérőgép.
A mérőátalakító olyan technikai eszköz, amelyet egy mért mennyiség átalakítására használnak egy másik értékre vagy mért jelre, amely alkalmas a feldolgozásra, tárolásra, további átalakításra, jelzésre vagy továbbításra, és normálizált metrológiai jellemzőkkel.
A mérőműszerek metrológiai jellemzői - a mérőműszer műszaki színvonalának és minőségének értékelésére tervezett jellemzők.
A mérőműszer skálája a mérőeszköz jelzőeszközének része, amely egy rendezett jelsorozat és a hozzájuk tartozó számozás.
Skálaosztás - a mérőműszer skála két szomszédos jelölése közötti rés.
A skálaosztás hossza a két szomszédos skálajel tengelye közötti távolság, a legrövidebb skálajelek középpontján áthaladó képzeletbeli vonal mentén mérve.
A skálaosztás a mért érték értékének különbsége a mérőműszer skála két szomszédos jelölésénél.
Index - az olvasóeszköz egy része, melynek pozíciója a mérleg jelekhez viszonyítva meghatározza a mérőműszer olvasását (nyíl).
A leolvasási tartomány a skálaértékek tartománya, korlátozva a skála végével és kezdeti értékeivel.
A mérési tartomány a mért érték tartománya, amelyre a mérőműszer megengedett hibáit normalizálják.
Mérőerő - az erő, amellyel a mérőeszköz befolyásolja a mért felületet a mérővonal irányában.
A mérések pontossága - a mérések minősége, ami tükrözi a mérési eredmény hibájának nullpontját.
1.4. Mérési hibák
A mérési eredmény pontossága # 916; X - a Hizm mérésének eredményének eltérése a mért érték Xd valós (valós) értékétől:
Mérőeszköz hiba # 916, Xn a különbség a mérőeszköz olvasása és a mért érték Xd valós (tényleges) értéke között:
A mérőműszer megengedett hibájának határa a mérőműszer legnagyobb hibája (tekintet nélkül a jelzésre), amellyel használhatónak tekinthető.
A műszeres mérési hiba az alkalmazott mérőeszköz hibája által okozott mérési hiba összetevője.
A mérési módszer hibája a szisztematikus mérési hiba összetevője, amelyet az elfogadott mérési módszer tökéletlensége okoz.
Szubjektív hiba az operátor hibája az olvasások olvasásakor.
Az eredmények szóródása mérési sorrendben eltérés az ugyanolyan nagyságú mérések eredményei között egy egyenlő mérési sorozatban, amelyet rendszerint a véletlenszerű hibák okoznak.
Numerikus kifejezés formájában különböző típusú hibákat állapítanak meg.
Abszolút hiba # 916; Hizm - mérési hiba, a mértékegységben kifejezve:
Relatív hiba # 948; - a mérés pontosságának jellemzésére használt hiba, százalékban kifejezve:
A hiba egy viszonylagos hiba, amelyet néhány normalizálási érték százalékában fejez ki:
ahol XN a normalizáló érték, gyakran a mérések felső határát veszik fel, mivel ez az érték XN = Xmax.
Mivel a mérés tényleges értéke mindig ismeretlen. akkor többszörös mérésekben az átlagos aritmetikai értéket veszi:
ahol n az elvégzett mérések száma.
A mérési eredményeket számos tényező befolyásolja, amelyek meghatározzák a véletlenszerű komponens jelenlétét. Ezért, amikor mérési hibát észlel, ugyanaz a mérés, mint általában, ismétlődően végrehajtódik.
A mérési hibák megnyilvánulásának jellege alapján a méréseket szisztematikus, véletlenszerű és súlyos hibákra osztják fel.
A rendszeres hibák olyan hibák, amelyek ismételt mérésekkel állandóak vagy bizonyos törvényeknek megfelelően változhatnak.
A véletlenszerű hibák olyan hibák, amelyeknél az ismételt mérések különböző értékeket vesznek fel, nem tartják be a szabályosságot.
A durva hibák (hibák) olyan hibák, amelyek nem jellemzőek a technológiai folyamatra vagy eredményre, ami nyilvánvaló torzulásokhoz vezet a mérési eredményekben.
A pontos mérésekhez véletlenszerű hibák észlelésére van szükség. Ehhez ugyanazon nagyságú többszörös méréseket használják.
A véletlenszerű hibák hatását a kapott eredmények szórásában fejezzük ki a matematikai várakozással kapcsolatban, ezért a véletlenszerű hibák kvantitatív különbségét a szórással becsüljük meg:
ahol n a mérések száma.
A mérési eredmények feldolgozása