Официально к измерительным приборам относят только средства измерения, включённые в госреестр. Внесение в Госреестр средств измерений в обязательном порядке сопровождается утверждением методики поверки средства измерения на предмет соответствия заявленной в сертификате точности. Как правило, реальная точность прибора после калибровки существенно выше, чем сертифицированная точность. Это связано с тем, что измерительный прибор должен гарантировать паспортную точность не только сразу после калибровки, но в течение всего межповерочного интервала. 

 

7.1.2. Физические величины, их единицы и приборы для измерения. Формулы для вычисления физических величин

Таблица физических величин

Десятичные приставки в системе СИ

Физические величины - характеристики тел или процессов, которые могут быть измерены опытным путем.

Измерение физических величин - действие, выполняемое с помощью средств измерений для нахождения значения физической величины в принятых единицах.

Прямое измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Например: измерение напряжения при помощи вольтметра.

Косвенное измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Истинное значение физической величины - значение физической величины, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство данного объекта. Истинное значение практически недостижимо.

Действительное значение физической величины - значение, полученное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Таблица физических величин

Десятичные приставки в системе СИ

 

 

Виртуальная лаборатория

 

Единицы физических величин

Единицы физических величин можно выбрать произвольно, но тогда возникнут трудности при их сравнении. Поэтому целесообразно ввести систему единиц, охватывающую единицы всех физических величин и позволяющую оперировать с ними. Для построения системы единиц произвольно выбирают единицы для нескольких независящих друг от друга физических величин. Эти единицы называют основными. Остальные величины и их единицы выводят из законов, связывающих эти величины с основными. Их называют производными.

Система интернациональная (СИ) строится на 7 основных единицах (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела) и двух дополнительных (радиан и стерадиан).

Основные единицы СИ:

Метр (м) — длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299 792 458 с.

Килограмм (кг) — масса, равная массе международного прототипа килограмма (платино-иридиевого цилиндра, хранящегося в Международном бюро мер и весов в Севре, близ Парижа).

Секунда (с)— время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-1ЗЗ.

Ампер (А) — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным про- водникам бесконечной длины и ничтожно малого поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, создает между этими проводниками силу, равную 2 1О— Н на каждый метр длины.

Кельвин (К) — 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.

Моль (моль) — количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов со- держится в нуклиде 12С массой 0,012 кг.

Кандела (кд) — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540.1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Дополнительные единицы СИ:

Радиан (рад) — угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.

Стерадиан (ср) — телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающей на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.  

Таблица физических величин

Десятичные приставки в системе СИ

 

Измерительные приборы

Средство измерений - техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Метрологические характеристики - характеристики, которые оказывают влияние на результат и погрешность измерения (например, рабочий диапазон частот, климатические условия и др.).

Точность средства измерений — степень совпадения показаний измерительного прибора с истинным значением измеряемой величины. Чем меньше разница, тем больше точность прибора. Точность эталона или меры характеризуется погрешностью или степенью воспроизводимости. Точность измерительного прибора , откалиброванного по эталону, всегда хуже или равна точности эталона.

Точность результата измерений — одна из характеристик качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения. Следует отметить, что о повышении качества измерений всегда говорят термином «увеличить точность» — притом, что величина, характеризующая точность, при этом должна уменьшиться.

Погрешность измерения — оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Погрешность измерения равна половине цены деления прибора.

Абсолютная погрешность измерения (Δизм.) - разность между действительным и истинным значениями измеряемой величины:

Δизм.= Хд. - Хи.

Относительная погрешность измерения (δизм.) - отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, выраженное в %:

δизм. = изм./Хи)∙100%

Погрешность измерительного прибора - разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины.

Показание средства измерений - это значение измеряемой величины, определяемое по отсчетному устройству средства измерений и выраженное в принятых единицах этой величины.

Цена деления шкалы соответствует интервалу между двумя соседними отметками шкалы, выраженному в значениях измеряемой величины.

Принцип измерения - совокупность физических явлений, на которых основано данное измерение.

Метод измерения - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

 

Виртуальная лаборатория

 

Пример измерительного прибора

Характеристики прибора и результат измерений

Измерение физических величин

  • Единица измерения — мл.
  • Предел измерений — 210 мл.
  • Цена деления — расстояние между ближайшими штрихами, выраженное в единицах измерения данного прибора, — 5 мл.
  • Видимый результат — 160 мл.
  • Погрешность измерения — если нет специальных указаний, то это половина от цены деления — 2,5 мл.
  • Результат измерений: 160 ± 2,5 мл.
 

Некоторые измерительные приборы