Предмет и задачи метрологии. Методы и средства измерений. Погрешности измерений и их математическое описание. Автоматизация радиоизмерений

если Вы  не можете  измерить,  если  Вы  не можете это представить в цифрах, Ваше знание о предмете неудовлетворительно. Это может быть  началом знания,  но не знанием…

Лорд Кельвин

1. Предмет и задачи метрологии

1.1.Основные определения

Метрология (от греч.  Metron- мера и logos- учение, понятие) занимается измерениями.

Чем вызвана необходимость изучения метрологии? Развитие науки и техники неразрывно связано с возможностями измерений. Чем больше физических величин и с большей точностью можно измерить, тем более качественнее и с более широкими возможностями устройства можно разработать. Кроме того, измерительная техника не стоит на месте, а постоянно развивается. Основной тенденцией развития является увеличение тенденцией развития  автоматизации и точности измерения.

 Основной задачей метрологии является обеспечение единства измерений. Под единством измерений понимается такое их состояние, при котором результаты измерений вырождены в узаконенных единицах, а погрешность измерения известна с заданной вероятностью.

 К основным разделам метрологии относятся:

1.  Единицы физических величин и их свойства;

2.  Общая теория измерений;

3.  Методы и средства измерения физических величин;

4.  Методы оценки точности измерений;

5.  Методы эталонирования.

 Рассмотрим эти разделы более подробнее. Сначала  определимся с основными понятиями метрологии.

1.   Измерение – сравнение измеряемой физической величины с заранее выбранной единицей.

2.  Физическая величина – это свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них (например, все электрические и радиотехнические величины).

Оценку физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц  называют значением       

 физической величины.

 Различают истинное и действительное значение физической величины.

 Истинное значение физической величины идеально отражает количественные и качественные свойства объекта,  и его стараются найти при измерениях.

Действительное значение физической величины – это экспериментально определенное, максимально приближенное к истинному значению физическая величина, и используется вместо него.

3.  Принцип измерения – физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу  измерений. Примеры: 1) измерение температуры с помощью термоэффекта; 2) эффект Доплера.

4.  Принцип измерения выбирается с учетом требуемой точности.

5.  Средства измерений – технические средства, используемые в измерениях, имеющие нормированные  метрологические характеристики.     

К средствам измерения относятся эталоны физических величин, меры измерения прибора,    преобразователи, ИВК, ИИС, компьютерно измерительные системы.

6.  Метод измерения – совокупность приемов использования принципов использования принципов и средств измерений.

7.  Погрешность измерения  характеризует качество измерений и определяется как отклонение действительного  Х от истинного значения А измеряемой величины.

Погрешность бывает:

а) абсолютная погрешность:  ΔХ = Х – А;

б) относительная погрешность 

8.  Точность измерения – степень близости результата измерения к истинному значению измеряемой величины.

Т=

  Основным принципом метрологии является то, что отсчет измерительного прибора является случайной величиной.

1.2.Классификация измерений

1.  По способу получения результата измерения делятся на: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямыми называются измерения, при котором искомое значение величины находят непосредственно из   опытных данных.   Пример: стрелочные приборы, измерения вольтметром.

При косвенном измерении проводят ряд прямых измерений