Измерительные средства, наряду с технологиями их применения, совершенствуются в соответствии с развитием промышленности. В условиях современного производства становится недопустимым задействование малоэффективных методов испытаний, анализа и контроля. При использовании высокоточного оборудования необходимо применение стопроцентных знаний относительно характеристик и свойств материалов.
Рисунок 1. Классификация видов измерений. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Стандартизация, метрология и сертификация охватывают практически весь комплекс проблем в отношении измерений и формирования единых принципов оценки качества продукции. Наряду с тем, результаты современных научно-технических работ сигнализируют о том, что актуальные сегодня цели и задачи метрологических исследований можно считать всего лишь очередной ступенью на пути расширения диапазонов измерительных величин и, следовательно, - возможности получить более точные данные.
Метрология как наука об измерениях
Метрология представляет собой науку об измерениях, а также методах и средствах обеспечения их единства, способах достижения необходимой точности.
При этом под единством измерений понимается такое их состояние, при котором результаты выражаются в узаконенных единицах, а погрешности измерений будут известны с заданной вероятностью.
Единство измерений необходимо с целью возможного сопоставления результатов измерений, выполненных за счет применения различных измерительных устройств, которые производились в разное время и в разных местах. Важным является то, что сохранение единства измерений представляет ценность как внутри страны, так и в формате взаимоотношений между странами.
В качестве главных задач метрологии выступают такие:
- установление государственных эталонов, единиц физических величин и образцовых средств измерений;
- разработка теоретической базы, средств и методов измерений и контроля;
- обеспечение единства измерений;
- разработка эффективных методов оценки погрешностей, а также состояния средств контроля и измерения;
- разработка методов по передаче размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений непосредственно рабочим средствам измерений.
Средства измерений
Средствами измерений называют технические средства, применяемые при выполнении измерений, которые обладают нормированными метрологическими свойствами.
Эталоны являются средствами измерений, при этом они официально утверждены и обеспечивают воспроизведение или хранение единицы физической величины для непосредственной передачи ее размера нижестоящим в поверочной схеме измерительным средствам.
Меры представляют средства измерений, задача которых заключается в воспроизведении заданного размера физической величины. В технике зачастую применяются наборы мер (как например, плоскопараллельные концевые меры длины (плитки), конденсаторы и пр.).
Образцовыми средствами измерений считаются меры, измерительные приборы или преобразователи, утвержденные с целью поверки по ним остальных средств измерений. Рабочие средства применяются с целью не связанных с передачей размера единиц измерений. Передача размера единиц физической величины от эталона к средствам более низких разрядов выполняется при соответствии поверочной схеме.
Методы измерений
Рисунок 2. Методы измерения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
При измерениях задействуют разные методы (ГОСТ 16263—70), представляющие комплекс методов применения разнообразных физических средств и принципов. В случае прямых измерений, значения физической величины находятся из опытных данных, при косвенных —на основе известной зависимости от подвергаемых прямым измерениям величин.
Так, диаметр детали возможно измерить в виде расстояния между диаметрально противоположными точками (метод прямого измерения). Или же он определяется из зависимости, которая связывает данный диаметр, длину дуги, а также стягивающую ее хорду, за счет измерения последних величин (косвенное измерение).
Основой абсолютных измерений служат прямые измерения основных величин и использование значений физических констант. При относительных измерениях величина сравнивается с одноименной, выступающей в роли единицы или принятой как исходная. В качестве примера относительного измерения может служить измерение диаметра вращающейся детали по количеству оборотов соприкасающегося с ней аттестованного ролика.
В зависимости от места проведения измерения, их подразделяют на:
- Промышленные (проводятся на технологических объектах, на базе таких измерений делаются выводы относительно состояния объекта и также разрабатываются эффективные способы управляющих воздействий).
- Лабораторные (проводятся в рамках лабораторий в исследовательских целях для определения показателей качества продукции и сырья).
В зависимости от процедуры выполнения во времени различают измерения:
- Непрерывные (к ним относятся промышленные измерения в отрасли газовой и нефтеперерабатывающей промышленности). Данные измерения требуют стационарную установку всех измерительных средств с осуществлением постоянной передачи информации об измерениях.
- Периодические (подразумеваются контрольные измерения, задачей которых выступает проверка показаний стационарных средств измерений, сложные измерения состава разных веществ). Они осуществляются с применением стационарных измерительных средств (лабораторный метод) и за счет переносных.
Основными методами измерений в стандартизации выступают: метод непосредственной оценки и сравнение с мерой.
В методе непосредственной оценки значение величины определяется согласно отсчетному устройству измерительного прибора.
При методе сравнения с мерой измеряемая величина будет сравниваться с величиной, которая воспроизводится мерой (средством измерения, предназначенным для воспроизведения физической величины заданного размера). В зависимости от применения способа сравнения, выделяют следующие разновидности метода: нулевой и дифференциальный.
Дифференциальный считается методом сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор будет воздействовать разность между измеряемой величиной и известной, воспроизводимой мерой, считываемой со шкалы прибора.
Нулевой (или компенсационный) представляет метод сравнения с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин доводится до нулевого значения. Устройство, позволяющее фиксировать состояние равновесия между измеряемой и компенсирующей величинами, называют нуль-индикатором. Подобный метод получил широкое практическое применение.
