Качество: Основные понятия. Стандартизация, метрология, сертификация – основные инструменты обеспечения качества, страница 7

,

где - числовые значения, - размерности,  - коэффициент связи.

• Вариант 1:  =м²; м → =1.
• Вариант 2:  =м²; см → =10^-4.

Для исключения неоднозначности используются системы связанных между собой физических величин.

Система физических величин – это совокупность ФВ, образованная по принятым принципам, когда одни величины приняты за независимые, а другие являются их функциями.

В РФ используется международная система единиц СИ, введенная ГОСТ 8.417-81: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, канделла. 

• Метр – расстояние, которое проходит свет в вакууме за   секунд.
• Секунда – 9192631770 периодов излучения, соответствующих переходу между сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
• Килограмм – масса международного прототипа килограмма: платино-иридиевого цилиндра.
• Ампер – сила неизменяющегося тока, которым при прохождении  по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия равную Н (фактически Гн/м)  
• Кельвин – единица термодинамической температуры. Один кельвин равен части термодинамической температуры тройной точки вода.
• Моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится в углероде – 12 массой 0,012 кг.
• Кандела – сила света в заданном направлении источника монохроматического излучения частотой  Гц, энергетическая сила которого составляет   Вт/ф.

Дополнительные единицы

• Радиан – единица измерения плоского угла: угла между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. Окружность = ; 1⁰=0,017453 рд; 1рд=57,2961⁰
• Стерадиан – единица измерения телесного угла: часть пространства, ограниченной боковой поверхностью круглого прямого конуса с вершиной в центре сферы и вырезающего на ее поверхности площадь, равную квадрату радиуса сферы.

Производные единицы – единицы, образованные из основных величин ФВ в соответствии с их уравнениями связи. Ряд производных величин имеет собственные наименования:

- Сила, вес – измеряется в ньютонах (Н). Из 2-го закона Н.

 →   

            - Давление, механическое напряжение – паскаль (Па):

            →

            - Энергия, работа, количество теплоты – джоуль (Дж);

            →

→

- Мощность – ватт (Вт):

 →

- Электрический потенциал, напряжение, эл. движ. сила (ЭДС) (В):

→

→

-  Заряд, количество электричества (Кл) – кулон

→

Когерентность величина – производная ФВ

2.1 Измерение

Значение ФВ реальных объектов определяется путем измерений.

Измерение - нахождение значений ФВ опытным путем с помощью специальных технических средств, иначе – сравнение путем ФВ, принятой за единицу с помощью технических средств, хранящего эту единицу.

а) Измерить можно только свойство реально существующего объекта.

б) Измерение требует проведения опыта.

в) Опыт проводится специальным «Средством измерений», взаимодействующим с объектом.

г) Физическая величина – результат измерений. Точнее – в результате измерений определяется действительное значение ФВ.

Истинное значение ФВ – теоретическое (расчетное) значение ФВ, выраженное абсолютно точно. Определить истинное невозможно.

Действительное значение ФВ – значение ФВ, найденное в результате измерения. Всегда отличается от истинного – на величину погрешности измерения.

Погрешность измерений ФВ – отношение результата измерения от истинного значения ФВ:

Так как истинное значение неизвестно, то фактически определяют не погрешность, а

Степень недостоверности измерений – граница зоны, в которых находится погрешность.

            При оценке соответствия ФВ установленному допуску вместо измерения проводится

            Контроль – проверка соответствия действительным значениям, допуску. Это делается с помощью калибров, шаблонов и др.

С погрешностью связано понятие

            Точность измерений – качество измерения, отражающего близость результата измерений к истинному значению ФВ. Высокая точность соответствует малой погрешности.

            По характеру сигнала величины делятся на:

            - Аналоговые величины – функция измерения которой непрерывна в заданном диапазоне измерений.

            - Квантовые величины – функция которая имеет только счетное множество значений в заданном диапазоне измерений.

                        По характеру генерации сигнала ФВ делятся:

            - Активные величины – способные создавать самостоятельные сигналы измерительной информации: ЭДС, ток, напряжение, мощность, давление, сила.

            - Пассивные величины – те, которые активизируются дополнительными источниками энергии: масса, плотность; эл. сопротивление, емкость, индуктиывность.

            Принцип измерений – совокупность физических явлений, на которых основано взаимодействие средства измерений (СИ) с объектом.

            Метод измерений – совокупность приемов использования принципа и средств измерений для целей измерения.

Измерительная модель объекта – выделенный комплекс измерительных величин определенных свойств объекта, существенных для выбранных целей измерений и именуемые характеристиками объекта (модели).

Виды измерений

Измерения, как экспериментальные процедуры весьма разнообразны, что определяется множеством измеряемых величин, различным характером их изменения во времени, различными требованиями к точности, условиями и режимом измерений.

·  По цели измерений: контрольные, диагностические, прогностический, исследовательские.

·  По точности измерений: технические, лабораторные, поверочные, эталонные.

·  По условиям измерений: равноточные, неравноточные.

·  По числу измерений: однократные, многократные.

·  Статистические измерения – измерение выростных характеристик случайных процессов.

·  По режиму работы СИ: статистические, когда выходной сигнал неизменен, динамические, когда выходной сигнал меняется в интервале измерений и необходимо учитывать динамические свойства СИ.

·  По связи с объектом: бесконтактные, контактные.