Введение в метрологию. Измерения и их классификация. Погрешности измерений. Информационно-измерительные системы, страница 2

Существует классификация измерений по видам измерений, а именно:

·  измерения времени и частоты. В этом виде измерений достигнута наивысшая точность, например, погрешность определения времени достигает 10^-13с (цезиевый стандарт частоты).

·  Линейно-угловые измерения, включающие в себя статические и динамические измерения таких величин, как линейный размер, двух и трехмерные размеры обьектов, включая нанообьекты, углы, линейные и угловые скорости и ускорения, и др.. Наиболее точными измерениями в этой области являются линейные измерения, а также измерения в нанообласти.

·  Измерения механических величин, такие как масса, сила, давление, и др..

·  Измерения тепловых величин, таких как температура, калориметрия, расходометрия, тепловой поток, теплофизические характеристики веществ (температуропроводность, теплопроводность, теплоемкость).

·  Измерения электрических и магнитных величин, например, Эл. Напряжения, тока, сопротивления, магнитных величин.

·  Оптические измерения, включая волоконно-оптические.

·  Ионизирующие измерения.

·  Электромагнитные измерения

·  Гравитационные и гравиметрические.

·  Специальные виды измерений.

1.2. Метрология, основные задачи.     

Метрология – это система, обеспечивающая единство измерений как в национальном, так и в международном масштабе. Эта система состоит не только из научных изысканий, но и включает в себя систему метрологических институтов, занимающихся обеспечением измерений. Прежде всего, это национальные метрологические институты, такие как Национальный Институт Стандартов и Технологий (НИСТ) в США, Физико – Техническое Бюро (ПТБ) в Германии, Международное Бюро Мер и Весов (МБМВ) во Франции, Всероссийский Научно – Исследовательский Институт Метрологии (ВНИИМ) им. Д.И. Менделеева в России. Кроме того, существуют международные  метрологические институты, такие как МБМВ, а также международные комитеты по метрологии, которые координируют и вырабатывают общую международную метрологическую политику. Так, в последние годы выработана международная метрологическая система ИСО – 9000 (ISO 9000),  которая регламентирует многие правила и отношения в этой области. Россия тоже интегрируется в эту систему, поэтому некоторые термины и правила будем описывать в терминах российской системы и ИСО-9000.

Одна из основных проблем метрологии – это создание системы эталонов различных физических величин, которые воспроизводят эти физические величины с наивысшей точностью для данного момента времени. Эти эталоны существуют для различных физических величин, таких как эталоны длины, угла, единый эталон частоты и времени, эталоны температуры, массы, силы, давления, эталоны электрических величин – тока и напряжения, и др..

Для реализации этих эталонов используются самые совершенные достижения современной науки и техники. Поэтому создание системы эталонов и поддержании их в действии, - это очень дорогая задача для страны. В России основные эталоны сосредоточены во ВНИИМе (С.-Петербург), и некоторые – во ВНИИФТРИ (Москва).   

        Метрология делит следующим образом все средства измерений по точности. На самом верхнем уровне находятся эталоны единиц различных физических величин. Следующий уровень – это образцовые средства измерений, имеющие очень высокую точность измерений, но меньшую чем эталоны. На следующем уровне точности находятся рабочие средства измерений, которые имеют меньший уровень точности, чем образцовые.

Именно с этими измерительными приборами и системами мы и имеем дело на практике для решения различных измерительных задач.   

Средства измерения (СИ)включают в себя:

·  меры,

·  первичные измерительные преобразователи (ПП),

·  измерительные приборы,

·  информационно-измерительные системы.

Меры – это СИ, предназначенные для воспроизведения физических величин заданного размера. Например, платино-иридиевый метр – это мера длины. Миллиметровая линейка с делениями – тоже мера длины. Понятно, что платино-иридиевый метр – это образцовая мера длины (высокой точности), а линейка – рабочая мера длины (с меньшей точностью.