Металлопродукция: сертификация, маркировка, упаковка
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛ 1.4

ПРИНЦИПЫ ОПИСАНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ

Сущность измерения физических величин и технических параметров

Измерять свойства материального мира стали еще на заре развития человечества. В процессе развития общества (с появлением торговли, ремесел, промышленности) роль измерений неуклонно возрастает. Измерения неоднократно становились толчком к открытию фундаментальных законов природы. Например, повышение точности измерения плотности воды привело в 1932 году к открытию тяжелого изотопа водорода – дейтерия.

В настоящее время измерения являются не только одной из основ научно–технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей в изделиях, совершенствования технологических процессов, для обеспечения безопасности труда и т.п.

Прежде всего, при анализе измерений следует четко разграничивать два понятия: истинные значения физических величин и их внешние проявления – результаты измерений. Истинные значения физических величин – это значения, идеальным образом отражающие свойства данного объекта, как в количественном, так и в качественном отношении. Они не зависят от средства нашего познания и являются той истиной, к знанию которой мы стремимся. Результаты измерений, напротив, являются продуктами нашего познания. Соответственно, разницу между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины принято называть погрешностью измерения.

На практике различного рода измерения необходимы для количественного определения характеристик продукции и условий ее эксплуатации. Полученные при этом значения могут использоваться в экономическом и сравнительном анализах, а также при проектировании и принятии решений. В целом же измерения связаны не только с физическими величинами, они широко используются в технике, психологии, медицине, общественных науках и пр. Безусловно, во многих случаях используют некоторые условные единицы измерений, принятые по взаимному согласованию заинтересованных сторон. Разработкой принципов измерений, методов и средств обеспечения их единства и требуемой точности занимается наука метрология.

Физической величиной называют одно из объективных свойств физического объекта (явления, процесса), которое является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественным значением. Например, всем хорошо известно, что все материальные тела имеют массу (вес). Эта величина широко используется для характеристики физических объектов, однако количественное выражение этой величины может быть различным для разных объектов.

В тех случаях, когда общепринятых физических понятий и величин оказывается недостаточно, в технике используют технические параметры, которые не имеют строго выраженного физического аналога и являются в большей степени интегральной оценкой.

Например, широко используемое в материаловедении свойство «твердость материала», как правило, определяется путем вдавливания в испытуемый материал другого, более твердого тела (индентора). При этом величина твердости выражается как параметр, зависимый от силы вдавливания и величины полученного отпечатка. У методов измерений твердости есть ряд недостатков, ограничивающих сравнение полученных результатов. Тем не менее, в качественном отношении показатель твердости объективно характеризует многие промышленные материалы (сталь, дерево, стекло и т.п.), в то время как степень (количественное значение) твердости – величина для каждого из них совершенно разная и может определяться по различным методикам.

Измерением называют определенную совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего единицу величины и позволяющего сопоставить с нею измеряемую величину. Следовательно, выполнение процесса измерения физической величины позволяет нам, в конечном счете, определить ее количественное выражение.

Одной из главных задач процесса измерений следует считать проблему единства измерений, то есть обеспечение их корректности и сравнимости для различных объектов и субъектов. Эта задача может быть решена при соблюдении двух основополагающих условий: выражение результатов измерений в единых узаконенных (стандартных) единицах; установление допустимых ошибок (погрешностей) результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.

Мероприятия по реальному обеспечению единства измерений в большинстве стран мира установлены законами и входят в функции законодательной метрологии. Метрологические правила и нормы законодательной метрологии гармонизованы с рекомендациями и документами соответствующих международных организаций. Тем самым законодательная метрология способствует развитию международных экономических и торговых связей и содействует взаимопониманию в международном метрологическом сотрудничестве.

Объектом измерений на практике являются различного рода физические величины и технические параметры, которые принято делить на основные и производные. Основные величины независимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые называют производными от них. Совокупность основных и производных единиц называется системой единиц физических величин.

Виды измерений определяются физическим характером измеряемой величины, требуемой точностью измерения, необходимой скоростью измерения, условиями и режимом измерений и т.д. В метрологии существует множество видов измерений, и число их постоянно увеличивается. Можно, например, классифицировать виды измерений следующим образом:

  • по способу получения результата (прямые, косвенные, совокупные, совместные и динамические);
  • по методу измерений (непосредственной оценки, сравнения с мерой, противопоставления, дифференциальный, нулевой и замещения);
  • по характеру результата измерений (абсолютные, допусковые и относительные);
  • по степени достоверности измерений (необходимые и избыточные);
  • по числу измерений величины (однократные и многократные);
  • по связи с объектом измерения (бесконтактные и контактные);
  • по точности оценки погрешности измерений (лабораторно-исследовательские с точным или приближенным оцениванием погрешности; технические, регламентируемые стандартами и т.п.).

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Примеры: измерение массы на весах, длины с помощью линейных мер, диаметра образца микрометром.

Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Пример: нахождение плотности тела по его массе и геометрическим размерам, расчет механических напряжений по отношению нагрузки и площади поперечного сечения.

Совокупные измерения – производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях. Пример: нахождения содержания легирующих элементов в ломе по измерению состава и массы отдельных компонентов.

Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух или более не одноименных величин для нахождения зависимости между ними. Пример: определение коэффициента температурного удлинения металла по данным прямых измерений его длины при различных температурах.

Метод измерений – это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Все без исключения методы измерений являются разновидностями одного единственного метода – метода сравнений с мерой, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (однозначной или многозначной). Различают следующие разновидности этого метода: метод непосредственной оценки, в котором значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству многозначной меры, на которую непосредственно действует сигнал измерительной информации, например, измерение электрического напряжения вольтметром. В этом случае сигнал с помощью электромагнитной системы воздействует на заранее проградуированную многозначную меру – спиральную пружинку или упругие растяжки, воспринимающие усилия, поворачивающие рамку, а стрелка вольтметра индицирует угол закручивания пружинки (растяжки); метод противопоставления, в котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействует на прибор сравнения (компаратор), с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами, например, измерение массы на равноплечих весах, дифференциальный метод, в котором на прибор сравнения воздействует разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, например, сравнение меры длины с образцовой на компараторе, нулевой метод, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения равен нулю; метод замещения, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, например, взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов, метод совпадений, в котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадения меток шкал или периодических сигналов, например, измерение длины с помощью штангенциркуля с нониусом и частоты вращения стробоскопом.

При рассмотрении методов испытаний продукции с точки зрения идентификации ее качества и свойств представляется важным знать показатели качества измерений. Под качеством измерений обычно понимают совокупность свойств, обусловливающих получение результатов с требуемой точностью, в необходимом виде и в установленные сроки. Качество измерений характеризуется такими показателями, как точность, правильность и достоверность. Эти показатели должны определяться по оценкам, к которым предъявляются требования состоятельности, несмещенности и эффективности.

Оценка называется состоятельной, если при увеличении числа измерений оценка стремится к теоретическому значению. Оценка называется несмещенной, если при любом числе измерений ее математическое ожидание равно значению оцениваемого параметра. Несмещенность предполагает устранение систематической погрешности, которая, в общем случае, зависит от числа опытов при малом количестве измерений. Эффективность предполагает минимальный разброс результатов, т.е. минимальную дисперсию.

Важное условие практического использования результата измерения – количественное представление этой физической величины в надлежащим образом выбранной системе единиц. Долгое время в различных странах использовались различные системы единиц, спонтанно возникшие чаще всего из конкретных потребностей практики. Идея построения единой системы единиц высказывалась достаточно давно. Однако в силу достаточно серьезных технических трудностей реализация этой идеи стала возможной только во второй половине двадцатого века.

Первой системой единиц обычно считается метрическая система, где за основную единицу длины был принят метр, за единицу веса – вес 1 см3 химически чистой воды при температуре около +40 oС – грамм (позже – килограмм). В 1799 г. были изготовлены первые прототипы (эталоны) метра и килограмма. Кроме этих двух единиц метрическая система в своём первоначальном варианте включала ещё и единицы площади (ар – площадь квадрата со стороной 10 м), объёма (стер, равный объёму куба с ребром 10 м) и вместимости (литр, равный объёму куба с ребром 0,1 м). В течение последующего времени было предпринято немало попыток усовершенствовать эту систему (система СГС, система МКСА и пр.).

В настоящее время наиболее широко распространена Международная система единиц. ХI Генеральная конференция по мерам и весам в 1960 г. утвердила Международную систему единиц, обозначаемую SI (от начальных букв французского названия Systeme International d’Unites), на русском языке - СИ. В последующие годы Генеральная конференция приняла ряд дополнительных изменений, в результате чего в системе стало семь основных единиц, дополнительные и производные единицы физических величин, а также разработала следующие определения основных единиц:

  • единица длины – метр – длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;
  • единица массы – килограмм – масса, равная массе международного прототипа килограмма;
  • единица времени – секунда – продолжительность 9192631770 периодов излучения, которое соответствует переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия–133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;
  • единица силы электрического тока – ампер – сила изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенного на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2*10–7 H на каждый метр длины;
  • единица термодинамической температуры – кельвин – 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается также применение шкалы Цельсия;
  • единица количества вещества – моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода –12 массой 0,012 кг;
  • единица силы света – кандела – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Приведенные определения довольно сложны технически и требуют определенного уровня знаний. Но они дают представление о природном, естественном происхождении принятых единиц, а толкование их усложняется по мере развития науки и благодаря новым высоким достижениям теоретической и практической физики, механики, математики и других фундаментальных областей знаний. Это дает возможность представить основные единицы как достоверные и точные, что является главным условием того, чтобы система единиц стала международной.

Кроме основных единиц, в системе СИ есть дополнительные для измерения плоского и телесного углов - радиан и стерадиан соответственно, а также большое количество производных единиц пространства и времени, механических величин, электрических и магнитных величин, тепловых, световых и акустических величин, а также ионизирующих излучений.

На сегодняшний день система СИ является международной, поскольку она используется в большей части стран мира, а также в системе международных стандартов серии ISO. В СССР система СИ официально была принята путем введения в 1963 г. соответствующего государственного стандарта. Следует учесть, что в то время все государственные стандарты имели силу закона и были строго обязательны для выполнения. В Украине система СИ также является основной.

Несмотря на достаточно очевидные преимущества международной системы единиц и ее широкое распространение в мире, следует отметить, что далеко не все страны перешли на эту систему. Так, в США, Канаде и некоторых других странах сохранилась исторически сложившаяся система «британских имперских мер» (табл.1.1). Сама Великобритания начала переход на систему СИ только с 1 января 2000 года вследствие давления на нее со стороны стран ЕС. Поэтому при использовании нормативных документов этих стран необходимо обязательно знать и учитывать используемую в них систему единиц.

Таблица 1.1 Перевод некоторых физических величин из британской имперской системы в измерения системы СИ

Перевод некоторых физических величин из британской имперской системы в измерения системы СИ

Воспроизведение и хранение единицы измерения реализуется посредством эталона. Под эталоном понимают конкретная мера или измерительный прибор, предназначенный для воспроизведения и хранения единицы измерения в государственном или международном масштабе (например, эталон килограмма). По существу эталоны являются средством измерений наивысшей точности, и служат материальной основой всей национальной системы обеспечения единства измерений.

При измерениях независимо от их вида обычно имеют место определенные помехи, которые являются причиной случайных и систематических погрешностей в измерениях.

Погрешностью обычно называют отклонение результата измерений от действительного (истинного) значения измеряемой величины.

На практике всегда имеют дело с оценкой погрешности измерений с некоторой доверительной вероятностью, так как истинное значение величины определить невозможно. Погрешность измерения может быть представлена в виде: абсолютной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины, или в виде относительной погрешности – отношения абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Часто относительную погрешность выражают в процентах. Понятие относительной погрешности применимо для величин, описываемых шкалами отношений и разностей.

По влиянию на результаты измерений различают: систематическую погрешность измерения, остающуюся постоянной или закономерно изменяющуюся при повторных измерениях одной и той же величины; случайную погрешность – составляющую погрешности измерения, изменяющуюся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Грубой погрешностью (промахом) называют погрешность измерения, существенно превышающую ожидаемую при данных условиях погрешность.

Следует иметь в виду, что истинное значение физической величины изначально считается неизвестным и применяется только в теоретических исследованиях. Действительное значение физической величины устанавливается экспериментальным путем в предположении, что результат измерения в максимальной степени приближается к истинному значению. На результат измерений могут влиять условия, в которых проводится само измерение, экспериментальная ошибка выбранной методики и субъективные факторы человека (в случаях, где он непосредственно участвует в измерениях). Погрешности измерений приводятся обычно в технической документации на средства измерений или в нормативных документах.

Чаще всего причинами возникновения погрешностей являются несовершенство методов измерений, технических средств, применяемых при измерениях, и особенности наблюдателя. Кроме того, в отдельную группу следует выделить причины, связанные с влиянием условий проведения измерений. С изменением, например, внешних условий изменяются истинные значения физических величин. С другой стороны, эти условия влияют и на характеристики средств измерений и физиологические свойства органов чувств наблюдателя и через их посредство становятся источником погрешностей.

По источникам возникновения различают: погрешность метода измерений – составляющую погрешности измерения, происходящую из-за несовершенства метода измерений (методическую погрешность) и инструментальную погрешность измерения – составляющую погрешности измерения, зависящую от погрешности применяемых средств измерений. Обе эти погрешности могут иметь и систематическую и случайную составляющие.

В зависимости от причин возникновения могут быть выделены четыре основных вида систематических погрешностей:

  • методические погрешности (ошибочность или недостаточная разработанность принятой методики измерений);
  • инструментальные погрешности (погрешности применяемых средств измерений);
  • погрешности, обусловленные неправильной установкой и взаимным расположением средств измерения, несогласованностью их характеристик, влиянием внешних условий и пр.;
  • личные (индивидуальные) погрешности (индивидуальные особенности наблюдателя, например, внимательность).

По характеру «поведения» в процессе измерения систематические погрешности подразделяют на постоянные и переменные. Первые возникают, например, при неправильной установке «нуля», неправильной градуировке измерительного средства и пр. Они остаются постоянными при всех повторных наблюдениях, что затрудняет их обнаружение. Такие погрешности устраняют поверкой, при которой сравнивают результаты измерения данным прибором и эталонным высокоточным прибором, выполненные в одинаковых условиях.

Среди переменных систематических погрешностей принято выделять прогрессивные монотонно убывающие (или возрастающие) и периодические. Прогрессивная погрешность возникает, например, при взвешивании, когда одно из коромысел весов находится ближе к источнику тепла. Это приводит к систематическому сдвигу точки начала отсчета и к монотонному изменению показаний весов. Периодическая погрешность присуща использованию приборов с круговой шкалой, если ось вращения указателя не зависит от вращения оси шкалы (например, самопишущие потенциометры с дисковой шкалой).

Природа и сущность случайных погрешностей в каждом конкретном случае известны лишь в самых общих чертах по разным предположениям, имеющим косвенный характер. Обычно исследователь, даже установив погрешность измерений, не может сказать, какая часть этой погрешности является случайной, а какая – систематической.

Следовательно, важнейшим фактором, обеспечивающим единство измерений, является достоверность измерений, которая говорит о том, что погрешность не выходит за пределы отклонений, заданных в соответствии с поставленной целью измерений. Эти два фактора обобщают понятием точности измерений, которое характеризует степень приближения погрешности измерения к нулю, то есть к истинному значению измеряемой величины.

По отношению к основным единицам измерения делят на абсолютные и относительные. Абсолютными измерениями называют такие, при которых используют прямое измерение одной (иногда нескольких) основной величины и физическую константу. Примером физической константы может быть скорость света, а физической величины, которая может быть измерена прямым путем, – масса, геометрические размеры.

Относительные измерения базируются на установлении отношений измеряемой величины к принятой однородной величине, применяемой в качестве единицы. На практике относительные измерения распространены гораздо больше. Для их реализации в зависимости от характера величин измеряемого объекта и уровня развития техники измерений используются различные методологические подходы, различающиеся по видам шкал измерений, принципу измерений и методу измерений.

Шкала измерений – это упорядоченная совокупность значений физической величины, которая служит основой для её измерения. В метрологической практике известны несколько разновидностей шкал: шкала наименований, шкала порядка, шкала интервалов, шкала отношений и др.

Шкала наименований – это своего рода качественная, а не количественная шкала, она не содержит нуля и единиц измерений. Такие шкалы применяют в тех случаях, когда другие методы измерений невозможны. Примером шкалы наименований может служить атлас цветов (шкала цветов). То есть для оценки того или иного цвета используется сравнительный метод. Процесс измерения заключается в визуальном сравнении окрашенного предмета с образцами цветов (эталонными образцами атласа цветов). Поскольку каждый цвет имеет немало вариантов и оттенков, такое сравнение под силу опытному эксперту, который обладает не только практическим опытом, но соответствующими особыми характеристиками зрительных возможностей. Соответственно, можно принять, что оценки, выполняемые по шкалам наименований, могут носить субъективный характер, а точность измерений при этом не может быть высокой. Поэтому для повышения объективности экспертизы на практике используют усредненную и обработанную оценку нескольких экспертов (т.н. метод экспертных оценок), что удорожает получение конечного результата.

Шкала порядка характеризует значение измеряемой величины в условно принятых баллах (шкала землетрясений, силы ветра, твердости промышленных материалов и т. п.). Введение шкал для оценки по баллам осуществляется по взаимному согласованию заинтересованных сторон и обычно оговаривается соответствующими нормативными документами.

Оценка определенных показателей в баллах широко применяется при контроле свойств сплавов и металлопродукции. В этих методах обычно получаемые результаты сравнивают с соответствующей шкалой баллов и на основании этого присваивают полученным результатам определенный балл.

Например, важной характеристикой сталей и стальных изделий является загрязненность неметаллическими включениями. Ее обязательно определяют в исследовательских целях, при контроле свойств ответственных деталей, при неудовлетворительных механических испытаниях и т.п. Порядок оценки загрязненности определен стандартом ГОСТ 1778–70 «Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений». В стандарте предлагается несколько методик определения балла неметаллических включений путем сравнения эталонной шкалы и микроструктуры образца (характера, размеров и формы, распределения неметаллических включений).

Другая важнейшая характеристика металла – размер зерна. Во многих технических условиях на поставку металлопроката обязательным является определение размеров зерна. По стандарту (ASTM E 112, ГОСТ 5639–82 «Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна») размер зерна также определяют путем сравнения микроструктуры со шкалой и определения на основании этого балла зерна.

При использовании системы балльной оценки обязательно необходимо учитывать ее особенности.

Хотя результат может выражаться числом, эта характеристика скорее качественная. Поэтому необходимо строго соблюдать правила обработки результатов, приведенные в каждом стандарте. Например, для характеристики зеренной структуры указывают «7–8 балл зерна» и ошибкой будет заключение «балл зерна 7,5».

Получаемые результаты во многом субъективны и требуют высокой квалификации персонала. Для исключения субъективизма по возможности лучше использовать компьютеризированные системы анализа.

Шкала интервалов (разностей) имеет условные нулевые значения, а интервалы устанавливаются по согласованию. Такими шкалами, например, являются шкала температуры по Цельсию или Фаренгейту, шкала времени, шкала длины и т.п. Как известно, в шкале Цельсия за начало отсчета принята температура таяния льда, а в качестве основного интервала (опорной точки) – температура кипения воды. Одна сотая часть этого интервала является единицей температуры (градус Цельсия). В температурной шкале Фаренгейта за начало отсчета принята температура таяния смеси льда и нашатырного спирта (либо поваренной соли), а в качестве опорной точки взята нормальная температура тела здорового человека. За единицу температуры (градус Фаренгейта) принята одна девяносто шестая основного интервала. Соответственно, по этой шкале температура таяния льда равна +32 oF, а температура кипения воды +212 oF. Следовательно, шкалы интервалов обеспечивают на практике объективность выполняемых измерений, поскольку при их создании использовались критические физические точки. Однако в количественном выражении результаты измерений могут отличаться в зависимости от величины единицы измерений и выбранной точки отсчета.

Шкала отношений имеет естественное нулевое значение, а единица измерений устанавливается по согласованию. Например, шкала массы (обычно мы говорим «веса»), начинаясь от нуля, может быть градуирована по–разному в зависимости от требуемой точности взвешивания. Преимуществом измерений по такой шкале следует считать возможность корректировки точности измерений посредством систематической поверки работы измерительного средства относительно нулевого значения. В измерительном средстве весы это достигается за счет контроля баланса между чашечками весов. Другим примером такой шкалы может быть шкала температур Кельвина, за нулевое значение в которой принят абсолютный ноль температуры.

Для практического измерения единицы величины применяются определенные технические средства, которые имеют нормированные погрешности и называются средствами измерений. К средствам измерений относятся: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и системы, измерительные принадлежности.

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. К данному виду средств измерений относятся гири, концевые меры длины и т.п. На практике используют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер. Однозначные меры воспроизводят величины только одного размера (например, гиря). Многозначные меры одновременно воспроизводят несколько размеров физической величины. Например, миллиметровая линейка даёт возможность выразить длину предмета в сантиметрах и в миллиметрах. Наборы и магазины представляют собой объединение однозначных или многозначных мер для получения возможности воспроизведения некоторых промежуточных или суммарных значений величины. Набор мер представляет собой комплект однородных мер разного размера, что даёт возможность применять их в нужных сочетаниях (например, набор лабораторных гирь). Магазин мер – это сочетание мер, объединенных конструктивно в одно механическое целое, в котором предусмотрена возможность посредством ручных или автоматизированных переключателей, связанных с отчетным устройством, соединять составляющие магазин меры в нужном сочетании. По такому принципу, например, устроены магазины электросопротивлений.

При пользовании мерами следует учитывать номинальное и действительное значения мер, а также погрешность меры и её разряд. Номинальным называют значение меры, указанное на ней. Действительное значение меры должно быть указано в специальном свидетельстве как результат высокоточного измерения с использованием официального эталона. Разность между номинальным и действительным значениями называется погрешностью меры. Величина, противоположная по знаку погрешности, представляет собой поправку к указанному на мере номинальному значению. Величина погрешности меры служит основой для разделения мер на классы, что обычно применимо к мерам, употребляемым для технических измерений.

Измерительный преобразователь – это средство измерений, которое служит для преобразования сигнала измерительной информации в форму, удобную для ее обработки или хранения, а также передачи в показывающие устройства. Например, преобразователь может быть необходим для передачи информации в память компьютера, для усиления напряжения и т.д. Преобразуемую величину называют входной, а результат преобразования – выходной величиной.

Измерительные приборы – это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем. Различаются измерительные приборы прямого действия и приборы сравнения. Приборы прямого действия отражают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем соответствующую градуировку в единицах этой величины. К приборам прямого действия относят, например, амперметры, вольтметры, термометры и т.п. Приборы сравнения предназначаются для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы широко используются в научных целях, а также и на практике для измерения таких величин, как яркость источников излучения, давление сжатого воздуха и др.

Измерительные установки и системы - это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами, для измерения одной или нескольких физических величин объекта измерений. Обычно такие системы автоматизированы и обеспечивают ввод информации в систему, автоматизацию самого процесса измерения, обработку и отображение результатов измерений для восприятия их пользователем. Такие установки (системы) используют для комплексного контроля (например, производственных процессов), что особенно актуально для метода статистического контроля, а также реализации принципа TQM в управлении качеством продукции.

Измерительные принадлежности - это вспомогательные средства измерений величин. Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности. Например, термометр может быть вспомогательным средством, если показания прибора достоверны при регламентированной температуре.

В Украине государственная система обеспечения единства измерений регламентируется основополагающим стандартом ДСТУ 2682-94, в котором оговорены организация метрологического обеспечения, структура и задачи государственных и ведомственных служб. Государственный метрологический контроль включает наблюдение за количеством товаров во время торговых операций, за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида во время его расфасовки и продажи; проверку способов измерений; утверждение типов способов измерений и пр.

При заполнении протоколов испытаний, составлении отчетов, подготовке статей и т.п. необходимо строго соблюдать правила написания обозначения единиц физических величин.

  1. Единицы обозначаются буквами или специальными знаками, оговоренными соответствующими стандартами. Буквенные обозначения печатают прямым шрифтом. В обозначениях единиц точку как знак сокращения не ставят.
  2. Обозначения единиц ставят после их числовых значений и помещают в строку с ними, перенос на следующую строку только размерности (разрыв) не разрешается. Между последней цифрой числа и обозначением единицы оставляют пробел, но перед обозначениями в виде знака, поднятого над строкой, пробел не оставляют: 100 кВт, 80 %, 20'. Исключение: знак градуса Цельсия пишется после пробела, но слитно с обозначением шкалы Цельсия: 20 oС.
  3. При наличии десятичной дроби в числовом значении величины обозначение единицы помещают после всех цифр: 21,05 м, но не 21 м, 05.
  4. При указании значений величин с предельными отклонениями числовые значения с предельными отклонениями заключают в скобки, а обозначения единиц помещают после скобок или проставляют обозначения единиц и после значения величины, и после ее предельного отклонения: (10,0 ± 0,1) кг, или 10,0 кг ± 0,1 кг.
  5. При обозначении интервала значений рекомендуется пользоваться словами «от» «до»: от 900 до 950 oС.
  6. Обязательно указывать обозначения единиц в заголовках граф, наименованиях строк таблиц, на осях рисунков и подрисуночных подписях.
  7. Буквенные обозначения единиц, входящих в произведения, отделяют точками на средней линии: А • м2.
  8. В буквенных обозначениях отношений единиц в качестве знака деления должна применяться только одна черта: косая или прямая. Допускается вместо знака черты (но не в комбинации с ней) применять обозначения единиц в виде произведений единиц, возведенных в степени (положительные и отрицательные). При применении косой черты обозначения единиц в числителе и (или) знаменателе заключают в скобки Дж/(кг*К).
  9. При указании производной единицы, состоящей из двух и более единиц, не допускается комбинировать буквенные сокращенные обозначения и наименования единиц: 1000 м3/ч; 1000 куб. метров в час, но не 1000 м3/час.
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛ 1.4

СТАТЬИ

ПОПУЛЯРНОЕ

КОНФЕРЕНЦИИ

КНИГИ