1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МЕТРОЛОГИИ
Метрология (от греч. imgs/metro - "мерить" и logos - "учение", "понятие") - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Под единством измерений понимают такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в различных местах, в различное время и с помощью различных устройств.
Важным понятием в метрологии является физическая величина.
Физической величиной называют свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Под физическим объектом при этом понимают физические системы, их состояние, происходящие в них процессы, а также объекты химии и других наук, в которых используют физические методы.
Физическую величину, которая выбрана для измерения, называют измеряемой физической величиной.
Размер физической величины - это количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию "физическая величина".
Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Процесс измерения заключается в сравнении измеряемой физической величины с одноименной ей величиной, принятой за единицу.
Средство измерений - техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.
Результат измерения - это значение физической величины, найденное опытным путем.
Значение физической величины представляет собой количественную оценку этой величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
В практике измерений различают истинное и действительное значения физической величины.
Истинное значение физической величины - значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Истинное значение всегда остается неизвестным, а совершенствование измерений позволяет приблизиться к истинному значению физической величины.
Действительное значение физической величины - значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.
При проведении измерений получают информацию о значении измеряемой физической величины. Такая информация представляется средством измерений в виде некоторого сигнала и называется измерительной информацией.
Под сигналом понимают физический процесс, характеризующийся рядом параметров.
Сигналом измерительной информации называется сигнал, функционально связанный с измеряемой физической величиной.
В процессе измерений на объект измерений, средство измерений и оператора воздействуют различные внешние факоры - влияющие физические величины.
Влияющая физическая величина - это физическая величина, не являющаяся измеряемой данным средством измерений, но оказывающая влияние на результат измерения этим средством.
Для измерений принято выделять следующие основные характеристики: принцип измерений, метод измерений и погрешность измерений.
Принцип измерений - совокупность физических явлений, на которых основано измерение.
Метод измерений - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Погрешность измерения - отклонение результата измерения X от истинного значения Xи измеряемой величины:
| Δ = X - Xи . | (1.1) |
Погрешность измерения может быть вызвана действием влияющих физических величин, несовершенством изготовления средства измерений, недостаточной изученностью физического явления, положенного в основу измерений, субъективной ошибкой оператора, осуществляющего измерения, и рядом других факторов.
Погрешность, определяемая по формуле (1.1), выражается в единицах измеряемой физической величины и называется абсолютной погрешностью измерения.
Относительная погрешность измерения - отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой физической величины, выраженное в процентах:
d =  × 100. |
(1.2) |
При определении абсолютной и относительной погрешностей измерения вместо истинного значения физической величины Xи реально используют ее действительное значение Xд.
Погрешности измерений принято выражать суммой двух составляющих, называемых случайной Y и систематической q погрешностями измерений:
| D = Y + q . | (1.3) |
Случайная погрешность измерения - составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.
Систематическая погрешность измерения - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.
