Tema 1. Obiectul și obiectivele metrologiei. Tipuri și metode de măsurare
Metrologieynazyvayut știința de măsurare, metode și sredstvahobespecheniya unitatea lor și modul de a realiza măsurătorile necesare implică reprezentarea tochnosti.Edinstvo unități vuzakonennyh ale rezultatelor măsurătorilor, erorile de măsurare sunt cunoscute precizie szadannoy. Pentru a menține un anumit regim de proces, pentru a evalua calitatea produselor, este necesar să existe informații cantitative exacte. Ia-l numai cu construcția de ajutor izmereniy.V este necesară pentru a măsura cea mai raznoobraznyevelichiny: mecanice, fizice, chimice, termice, acustice, optice, etc liniar-unghiular, Pentru a măsura aceste valori, industria construcțiilor trebuie să fie echipată cu metode standardizate de instrumente de măsurare. Asigurarea uniformității măsurătorilor în țară, stabilirea unor standarde în nivelurile de metode de măsurare atribuite statului metrologicheskuyusluzhbu păstrate de către Comitetul de Stat pentru Standardizare. Metrologie a bolshoeznachenie pentru standardizarea și armonizarea proceselor de metrologie iizdeliy.V utilizate o serie de condiții speciale. Măsurarea constă în constatarea valorilor cantității fizice prin tehnici experimentale folosind mijloace tehnice speciale. Ecuația de bază de măsurare are forma Q = qU. unde Q - valoarea cantității fizice; q - valoare numerică în unitățile valorice primite; U - unitate de cantitate fizică. Tipuri și metode de măsurare în funcție de metoda de obținere a velichinyizmereniya măsurat împărțit în patru tipuri: directe, indirecte, articulare și sovokupnye.Pryamye izmereniyazaklyuchayutsya sravneniiizmeryaemoy valorile experimentale cu o măsură a acestei valori sau numărul pokazaniyizmeritelnogo dispozitiv care autorizează direct valoarea de măsurare indirectă obținută la izmeryaemoyvelichiny.Rezultat bazată pe măsurarea directă a cantităților asociate cu cantitatea măsurată prin dependență cunoscută. De exemplu, determinarea corpurilor de formă pravilnoygeometricheskoy prin rezultatele măsurătorilor directe și lineynyhrazmerov calcul matematic adecvat. Același lucru este valabil și pentru determinarea densității materialelor, limita de rezistență la compresiune.
Pentru măsurătorile indirecte, valoarea dorită a valorii se găsește calculând raportul cunoscut între această cantitate și cantitățile supuse măsurărilor directe, de exemplu măsurarea diametrului mediu al firului prin metoda a trei fire.
Împreună, două măsurători simultane a două sau mai multe cantități neidentificate sunt numite comune pentru a găsi relația dintre ele. Valorile măsurate Astfel sunt dannympovtornyh prin măsurători directe sau indirecte neodnoimennyh măsurători velichin.Povtornye sunt efectuate la diferite etape sau condiții combinații priizmenyayuschihsya, care oferă o oportunitate de a face sistemuuravneny, decizând care a găsit valoarea dorită izmeryaemoyvelichiny. O astfel de metodă, de exemplu, este utilizat în determinarea modulyauprugosti betona.Sovokupnymi numite izmereniyaneskolkih simultan au produs cantități similare, la care valorile dorite sistem nahodyatresheniem de ecuații obținute prin combinații directe izmereniyahrazlichnyh velichin.Raznovidnosti acestor măsurători directe: - metoda de evaluare directă, - metoda diferențială; - zero, - metoda de coincidenta Metoda de evaluare directa va permite sa obtineti valoarea valorii in mod direct, fara nici o actiune suplimentara lea și bezvychisleny (excepție - multiplicarea probelor de către priboraili constantă prețul de divizare). Aceste măsurători sunt efectuate pe manometre, dinamometre, termometre lichide, cântărire pe tsiferblatnyhvesah, lungimea liniei de măsurare) .Differentsialny (diferență), metoda este izmereniiraznosti dintre valoarea măsurată și o kotoroyizvestno valoare cantitativă.
Metode de măsurare directă
Metoda de evaluare directă face posibilă obținerea valorii cantitative direct, fără acțiuni suplimentare și fără calcule. O excepție este multiplicarea citirilor de către constanta instrumentului sau de prețul divizării. Cel mai adesea, o măsurătoare care utilizează această metodă este efectuată pe instrumente de indicare (manometre, dinamometre, termometre).
Metoda diferențială (diferență) este inclusă în măsurarea diferenței dintre cantitatea măsurată și valoarea a cărei valoare este cunoscută.
Măsurarea lungimii prin diferențial
1 - produsul măsurat;
Utilizarea acestei metode face posibilă obținerea de rezultate cu o precizie ridicată chiar și cu utilizarea unor instrumente relativ grosiere.
Metoda zero constă în compararea cantității măsurate cu valoarea a cărei valoare este cunoscută în prealabil. Ambele cantități sunt alese egal în mărime, astfel încât diferența dintre ele va fi zero.
Metoda zero este utilizată pentru cântărirea oricăror greutăți ale levierului, atunci când masa de greutăți este aleasă egală cu masa măsurată. Temperaturile ridicate sunt măsurate cu un pirometru optic, principiul căruia este de a compara luminozitatea filamentului unei lămpi electrice cu luminozitatea fundalului măsurat (flacără, topire).
Metoda de coincidență este inclusă în măsurare folosind semne sau semnale coincide. Metoda este utilizată în proiectarea etrierilor vernier.
Conform condițiilor care determină acuratețea rezultatului, măsurătorile sunt împărțite în trei clase:
1. Măsurători ale preciziei maxime posibile cu stadiul actual al tehnicii. Acestea includ măsurători de referință referitoare la precizia maximă posibilă de reproducere a unităților stabilite de cantități fizice și măsurarea constantelor fizice.
2. Măsurătorile de control-verificare, a căror eroare nu trebuie să depășească o anumită valoare stabilită. Acestea includ măsurătorile efectuate de supravegherea laboratoarelor de stat de punere în aplicare și respectarea standardelor și laboratoarele de măsurare din fabrică și măsurători efectuate prin mijloace care garantează o eroare de rezultat nu depășește o valoare predeterminată.
3.Măsurători tehnice în care eroarea rezultatului este determinată de caracteristicile instrumentelor de măsurare. Acestea includ măsurătorile efectuate în procesul de producție la întreprinderi, la panourile centralelor electrice etc.
Prin metoda de exprimare a rezultatelor măsurătorilor se disting măsurătorile absolute și relative.
Absolute sunt măsurători care se bazează pe măsurători directe ale uneia sau mai multor cantități de bază sau pe folosirea valorilor constantelor fizice. Exemplu - determinarea lungimii în metri, curentul amperajului, accelerația căderii libere - în m / sec 2.
Relativ se referă la măsurarea raportului dintre o cantitate și o valoare cu aceeași denumire, care joacă rolul unei unități sau măsurarea unei cantități în raport cu valoarea cantității luată ca valoare inițială. Un exemplu este măsurarea umidității relative a aerului, definită ca raportul dintre cantitatea de vapori de apă în 1 m 3 de aer și cantitatea de vapori de apă care saturează 1 m 3 de aer la o temperatură dată.
Standardul unității de măsură se referă la o măsură sau un dispozitiv de măsurare destinat reproducerii unei cantități fizice la scară națională sau internațională. Există standarde de kilogram, ampere, secunde etc. (mai mult de o sută de primar și de specialitate). De lucru Instrumente de măsurare - măsură sau instrument de măsurare destinat izmereniyStandartny tehnice mostră este o măsură pentru redarea edinitsvelichin caracterizarea proprietăților sau compoziția substanțelor și materialelor. probă standard este înseamnă o măsurătoare în videveschestva (material), sau o structură a cărei proprietate ustanovlenypri semnificativ certificare. Acestea sunt utilizate pentru măsurători de calibrare, certificare și poverkisredstv, verificarea corectitudinii rezultatelor izmereniy.Razlichayut certificate obraztsysvoystv standard de referință, acesta din urmă joacă rolul de măsuri. Deci, pentru poverkidilatometrov (dispozitive deformatsiimaterialov masurat temperatura) proprietăți ale probelor standard utilizate în forma obraztsovyhmer de cupru de puritate (pentru temperaturi -100-100 0C) kvartsakristallicheskogo (t = 20-500 0 C), corindon (temperatură sub 900 0C). Precizia măsurării este gradul de aproximare a măsurătorilor rezultate la valoarea reală a cantității măsurate. (Din etogoopredeleniya, expresia „măsurarea preciziei de lungime egală cu 0,5%“ -Wrong, corect să spunem - „eroarea de măsurare nu depășește 0,5%“). 1.2 Eroare de măsurare. Estimarea erorilor obișnuite. Calificarea pogreshnosteyPogreshnost sistematică mezhdupoluchennym izmereniya- este diferența algebrică în măsurarea și valoarea reală a imperfecțiunilor măsurate cauzate dispozitivelor velichiny.Pogreshnosti și metodele de măsurare, variabilitatea condițiilor de observare și măsurare t.p.Pogreshnost # 948; = x- X unde x este valoarea măsurată, X este valoarea adevărată a valorii. Adevărata valoare măsurată rămâne întotdeauna necunoscut din cauza lipsei unor metode de măsurare ideale și instrumente, astfel încât în practică utilizată în locul rezultatului măsurării adevărate obținute prin utilizarea metodelor mai precise și mijloace și a numit o valoare reală. Astfel, valoarea # 948; este determinată cu aproximație la adevărat. Eroarea de măsurare poate fi exprimată în unități ale valorii măsurate (eroare absolută) sau în fracții, procent din valoarea acesteia (eroare relativă). Eroarea măsurilor și instrumentelor este determinată de verificarea acestora. Verificarea - un set de acțiuni pentru a evalua erorile de măsurare Meri priborov.Sluchaynyminazyvayut astfel de erori, care la izmereniiodnoy aceleași cantități lua diverse pogreshnostisvyazany znacheniya.Teoreticheskie cu o eroare de metodaizmereniya. Astfel, în măsurarea volumului corpurilor adoptă forma geometricheskipravilnoy, astfel încât dimensiunea este măsurată în cantități insuficiente mest.Subektivnye pogreshnostiyavlyayutsya consecință individualnyhkachestv umane cauzate caracteristici ale simțurilor sale competențe ilipriobretennymi măsurători incorecte (volumul numărului byuretkepo meniscului inferior).
Erorile sistematice de măsurare prin aceeași metodă și aceleași mijloace de măsurare au întotdeauna valori constante. Motivele pentru aparitia lor includ:
- erori de metodă sau erori teoretice;
- erori instrumentale;
- erorile cauzate de influențele mediului și condițiile de măsurare.
Erorile metodei se datorează erorilor sau designului inadecvat al metodei de măsurare. Se poate include și extrapolarea ilegală a proprietății obținute ca rezultat al unei singure măsurători la întregul obiect măsurat. De exemplu, în a decide cu privire la raft ax pentru o singură măsurare, este posibil pentru a preveni eroarea, deoarece nu ia în considerare o astfel de formă de eroare ca abateri de la cilindricitate, rotunjime, profil secțiune longitudinală și altele. Prin urmare măsurătorile se recomandă să se evite acest tip de erori sistematice în procedura de măsurare câteva locațiile pieselor și direcțiile reciproce perpendiculare.
Pentru erorile metodei includ instrumentul de impact asupra proprietăților obiectului (de exemplu, o forță de măsurare mare, schimbarea formei pieselor cu pereți subțiri) sau erorile asociate cu rezultatul măsurării rotunjiri excesiv de dur.
Erorile instrumentale sunt asociate cu erori în instrumentele de măsurare cauzate de erorile de fabricație sau de uzura componentelor instrumentului de măsurare.
Prin erorile cauzate de condițiile de expunere și de măsurare de mediu includ temperatura (de exemplu, elementele de măsurare nu este încă răcit), vibrații, fără rigiditate a suprafeței pe care înseamnă că măsurarea este setat și m. P.
Metodele de excludere și reprezintă erori sistematice: 1) eliminarea surselor de erori înainte de măsurare (prevenirea erorilor); 2) eliminarea erorilor în timpul măsurătorilor (erori de excepție experimentale); 3) introducerea de modificări cunoscute rezultatul măsurătorii (calculul isklyucheniepogreshnostey); 4) frontiere Scor erorile sistematice care nu pot fi excluse.
EVALUAREA RĂZBOIULUI RANDOM
Teoria probabilității studiază proprietățile fenomenelor întâmplătoare care apar în timpul evenimentelor de masă. Evenimentele de masă (măsurători) apar în mod repetat în condiții de bază neschimbate. Sursele de erori aleatorii în măsurători multiple sunt asociate cu evenimente aleatorii.
Un eveniment aleatoriu este numit eveniment care, în anumite condiții, poate sau nu poate să apară.
Un eveniment - care vine în mod necesar;
Probabilitatea este numită măsura posibilității obiective a unui eveniment aleatoriu. Probabilitatea P a evenimentului A este calculată ca raportul dintre numărul de cazuri favorabile m. care implică apariția evenimentului A. la numărul total de evenimente N:
De exemplu, într-un lot de 100 de articole există 5 defecte. Probabilitatea unui produs defect într-un lot este de 0,05.
Probabilitatea unui eveniment valabil este 1, probabilitatea unui eveniment imposibil este 0 și apare un eveniment aleatoriu cu o probabilitate mai mare de 0 și mai mică de 1.
O variabilă aleatoare măsurabilă poate fi continuă sau discretă.
O variabilă aleatorie continuă preia orice valoare într-un anumit interval.
O variabilă aleatoare discretă poate lua doar valori complet definite, iar aceste valori pot fi enumerate.
La fiecare valoare a unei variabile aleatoare există o anumită probabilitate. Pentru a caracteriza o variabilă aleatorie, este necesar să cunoaștem funcția distribuției acesteia sau legea distribuției probabilității acestei cantități.
O variabilă aleatoare discretă este considerată dată dacă sunt cunoscute toate valorile posibile și probabilitatea fiecărei valori. Cantitățile continue sunt caracterizate de un set infinit de valori posibile. Prin urmare, o variabilă aleatorie continuă este dată, de obicei, sub forma unei discrete, rupind toate valorile posibile în intervale și determinând probabilitatea apariției acestor intervale.
Plecând de la valorile probabilităților găsite pentru toate intervalele, se construiește o curbă treptată, numită histogramă. Apoi, puteți construi o curbă de distribuție netedă. O astfel de curbă caracterizează densitatea distribuției de probabilitate pentru o variabilă aleatorie continuă dată. Zona delimitată de curbă este egală cu probabilitatea apariției oricărei valori posibile a valorii i. 1. Pentru a determina probabilitatea ca o variabila aleatoare sa se situeze in intervalul # 916; x = xa - xb. este necesar să găsim zona delimitată de ordonatele x = a și x = b. Această zonă este proporțională cu densitatea de probabilitate pentru interval # 916; x.
Dacă valoarea unei variabile aleatoare este formată sub influența unui număr mare de factori independenți reciproc, se poate aștepta o distribuție conform legii normale. Cea mai mare densitate de probabilitate pentru o distribuție normală corespunzătoare valorii medii a X. Imediat ce abaterea în creștere de la valoarea medie, densitatea de probabilitate scade rapid.
Valoarea medie a unei variabile aleatoare discrete X sau așteptările sale matematice M este suma produselor tuturor valorilor posibile ale lui xi de probabilitățile acestor valori pi:
Dispersia servește ca măsură a împrăștierii variabilelor aleatorii discrete. denotată de # 963; 2 și determinată de formula:
Dacă nu este studiat întregul set de fenomene, ci o anumită probă, varianța se calculează după formula:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: