Конспект лекций учебной дисциплины профессионального цикла вариативной части гос впо по направлению подготовки бакалавра



страница1/8
Дата09.08.2019
Размер2.82 Mb.
#127573
ТипКонспект
  1   2   3   4   5   6   7   8



ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ


ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

учебной дисциплины профессионального цикла вариативной части ГОС ВПО по направлению подготовки бакалавра

27.03.02 «Управление качеством»,
профиль

«Управление качеством, стандартизация, метрология, сертификация»

«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ»

Донецк – 2017г.
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ


ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

учебной дисциплины вариативной части дисциплин

ГОС ВПО по направлению подготовки бакалавра

27.03.02 «Управление качеством»
«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ»

Рассмотрено

На заседании кафедры
«Управление качеством»

Протокол № 2 от «14» «__09_» 2016г.

Утверждено на заседании

Научно-издательского

Совета ДонНТУ

Протокол № ___ от «___» «_______________» 20__г.

Донецк – 2017г.


УДК 658

Конспект лекций по курсу «Теоретические основы метрологии» для студентов всех специальностей дневной формы обучения. Сост.: Цеценова Н.И., Истрати А.А., Сокольникова О.Е. – Донецк: ДонНТУ, 2016 г. – 98 с.

В настоящем конспекте лекций изложены основные теоретические положения дисциплины «Теоретические основы метрологии» в соответствии с рабочей программой курса. Рассмотрены основные вопросы метрологии. Приведен перечень ссылок для успешного усвоения изучаемой дисциплины.


Составители:

Цеценова Н.И., Истрати А.А.

Сокольникова О.Е.









Рецензент:










Ответственный за выпуск:

Ченцов Н.А.



СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 6

1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МЕТРОЛОГИИ

1.1 Исторические аспекты метрологии………………………………………... 7

1.2 Метрология - наука об измерениях…………………………………………10

2. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ЕДИНИЦЫ

2.1 Системы единиц физических величин……………………………………. 12

2.2 Относительные и логарифмические величины и единицы……………… 13

3. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ (СИ)

3.1 Установление единой международной системы единиц………………… 14

3.2 Основные единицы СИ……………………………………………………...14

3.3 Дополнительные единицы СИ ……………………………………………..15

3.4 Производные единицы СИ …………………………………………………16

3.5 Кратные и дольные единицы ……………………………………………….16

4 ИЗМЕРЕНИЕ. ВИДЫ, МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1 Классификация и основные характеристики измерений …………………18

4.2 Методы измерений ………………………………………………………….23

4.3 Методики проведения измерений ………………………………………….26

5 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ. ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1 Классификация средств измерений……………………………………….. 27

5.2 Метрологические характеристики средств измерений…………………... 28

5.3 Нормирование метрологических характеристик средств измерений …...34

5.4 Классы точности средств измерений……………………………………… 36

5.5 Регулировка и градуировка средств измерений………………………….. 38

5.6 Калибровка средств измерений …………………………………………….40

6. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

6.1 Основные понятия и определения …………………………………………43

6.2 Случайная погрешность измерения……………………………………….. 47

6.3 Описание случайных погрешностей с помощью функций

распределения …………………………………………………………………...47

6.4 Моменты случайных погрешностей………………………………………. 50

6.5 Виды распределения результатов наблюдения и случайных

погрешностей ……………………………………………………………………54

6.6 Обнаружение грубых погрешностей ………………………………………61

6.7 Классификация систематических погрешностей………………………… 62

6.8 Способы обнаружения систематических погрешностей………………… 66

6.9 Введение поправок. Не исключенная систематическая погрешность….. 69


7 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ (МО)

7.1 Государственная система обеспечения единства измерений …………….72

7.2 Цели, задачи и содержание МО ……………………………………………73

7.3 Система эталонов единиц ФВ……………………………………………... 73

8 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ НАДЗОР ЗА СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ

8.1 Государственные и отраслевые поверочные схемы ………………………76

8.2 Виды поверок и способы их выполнения………………………………… 77

8.3 Достоверность поверки ……………………………………………………..79

8.4 Определение объема поверочных работ………………………………….. 80

9 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ

9.1 Назначение измерений и контроля параметров технических устройств...83

9.2 Метрологическое обеспечение при разработке, производстве и эксплуатации технических устройств………………………………………… 84

9.3 Поверка, ревизия и экспертиза средств измерений ………………………86

9.4 Государственные испытания средств измерений …………………………87

10. СИСТЕМА ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

10.1 Назначение и содержание работ по эксплуатации ………………………90

10.2 Применение средств измерений и контроля ……………………………..92

10.3 Техническое обслуживание средств измерений и контроля ……………93

ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………………………..97









ВВЕДЕНИЕ
Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Метрология имеет три раздела: теоретическая, прикладная и законодательная. Предметом прикладной метрологии являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии.

От каждого современного специалиста или инженера требуются знания и владение вопросами в области метрологии и технического регулирования. Критерием успешного освоения теории по любой дисциплине, в том числе и в области метрологии, является умение использовать и применять на практике знания и навыки, полученные на теоретических занятиях.

При изучении дисциплины «Теоретические основы метрологии» студентам важно освоить основные научно-практические знания в области метрологии, необходимые для решения задач обеспечения единства измерений в стране, и получить навыки по метрологическому и нормативному обеспечению разработки, производства, испытаний, эксплуатации и утилизации продукции.

Разработанный конспект лекций наряду с многочисленной литературой по метрологии, стандартизации и сертификации поможет студентам легко освоить теоретический материал по дисциплине «Теоретические основы метрологии».

Тематики лекций соответствуют разделам рабочей программы «Теоретические основы метрологии».

Конспект лекций позволит осознать и глубоко проработать теоретический материал, что, несомненно, будет способствовать повышению качества подготовки современных специалистов и научит их самостоятельно анализировать важные в профессии вопросы и задачи [1].




1 ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МЕТРОЛОГИИ


    1. Исторические аспекты метрологии

В практической жизни человек всюду имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др. Поэтому проблема обеспечения единства измерений имеет возраст, сопоставимый с возрастом человечества. Как только человек стал обменивать или продавать результаты своего труда, возник вопрос - как велик эквивалент этого труда и как велик продукт, представленный на обмен или продажу. Для характеристики этих величин использовались различные свойства продукта - размеры, как линейные, так и объемные, масса или вес, позднее цвет, вкус, состав и т. д. и т. п. Естественно, что в давние времена еще не существовало развитого математического аппарата, не было четко сформулированных физических законов, позволяющих охарактеризовать качество и стоимость товара. Тем не менее, проблема справедливой сбалансированной торговли была актуальна всегда. От этого зависело благосостояние общества, от этого же возникали войны.

Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая человеку действующие в природе закономерности. Все отрасли техники не могли бы существовать без развернутой системы измерений, определяющих как все технологические процессы, контроль и управление ими, так и свойства и качество выпускаемой продукций.

Отраслью науки, изучающей измерения, является метрология. Слово "метрология" образовано из двух греческих слов: метрон - мера и логос - учение. Дословный перевод слова "метрология" - учение о мерах. Долгое время метрология оставалась в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. С конца 19-го века благодаря прогрессу физических наук метрология получила существенное развитие. Большую роль в становлении современной метрологии как одной из наук физического цикла сыграл Д. И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период 1892 -1907 гг.

Первыми средствами обеспечения единства измерений были объекты, которые имеются в распоряжении человека всегда. Так появились первые меры длины, опирающиеся на размеры рук и ног человека. На Руси использовались локоть, пядь, сажень, косая сажень. На Западе - дюйм, фут, сохранившие свое название до сих пор. Поскольку размеры рук и ног у разных людей были разными, то должное единство измерений не всегда удавалось обеспечить. Следующим шагом были законодательные акты различных правителей, предписывающие, например, за единицу длины считать среднюю длину стопы нескольких людей. Иногда правители просто делали две зарубки на стене рыночной площади, предписывая всем торговцам делать копии таких «эталонных мер». В настоящее время такую меру можно видеть на Вандомской площади в Париже в том месте, где когда-то располагался главный рынок Европы.

По мере развития человечества и науки, особенно физики и математики, проблему обеспечения единства измерений стали решать более широко. Появились государственные службы и хранилища мер, с которыми торговцам в законодательном порядке предписывалось сравнивать свои меры. Для определения размеров единиц выбирались размеры объектов, не изменяющиеся со временем. Например, для определения размера единицы длины измерялся меридиан Земли, для определения единицы массы измерялась масса литра воды. Единицы времени с давних времен до настоящего момента связывают с вращением Земли вокруг Солнца и вокруг собственной оси.

Дальнейший прогресс в обеспечении единства измерений состоял уже в произвольном выборе единиц, не связанных с веществами или объектами. Это связано с тем фактом, что изготовить копию меры (передать размер единицы какой-либо величины) можно с гораздо более высокой точностью, чем повторно независимо воспроизвести эту меру. В самом деле, точность определения длины меридиана и деления его на 40 миллионов частей оказывается очень невысокой.

Гигантский скачок в точности измерений механических величин был совершен при внедрении лазеров в измерительную технику. Образно говоря, точность средств измерения стала определяться параметрами отдельного атома. Если выбрать определенный тип атома, определенный изотоп элемента, поместить атомы в резонатор лазера и использовать все преимущества, присущие лазерному излучению, то реально достижимая погрешность воспроизведения единицы длины может сказываться в тринадцатом-четырнадцатом знаках.

История развития науки об обеспечении единства измерений может быть прослежена не только на совершенствовании точности и единообразия определения какой-то одной единицы. Важным моментом является количество единиц физических величин, их отнесение к основным или производным, а также исторический аспект образования дольных и кратных единиц.

С исторической точки зрения интересно обратить внимание на сложившуюся практику образования дольних (более мелких) и кратных (более крупных) единиц физических величин. В настоящее время мы пользуемся в основном десятичной системой счета, и действующая международная система единиц физических величин предписывает образовывать дольные и кратные единицы, домножая размер основной единицы на множитель, кратный десяти. Тем не менее история знает использование самых разнообразных множителей кратности. Например, сажень как мера длины равнялась трем аршинам, 1 фут равнялся 12 дюймам, 1 аршин - 16 вершкам, 1 пуд - 40 фунтам, 1 золотник - 96 долям, 1 верста - 500 саженям и т.д.

Такая исторически сложившаяся практика образования дольных и кратных величин оказалась крайне неудобной. Поэтому при принятии международной системы единиц СИ на эту проблему обращалось особое внимание. По большому счету десятичная система оказалась неудобной только при исчислении времени, т. к. единицы одноименной величины разного размера оказались кратными 12 (соотношение года и месяца) и 365,25 (соотношение года и суток). Эта кратность обусловлена скоростью вращения Земли и фазами Луны и является наиболее естественной. Дальнейшая замена кратности в соотношении час-минута и минута-секунда с 60 на кратное 10 уже особого смысла не имела. Из других часто употребляемых физических величин и единиц отступления от десятичной системы сохранилось в градусной мере угла, когда окружность делится на 360 градусов, а градус на минуты и секунды.

Совершая исторический экскурс в метрологию, не следует забывать, что все сказанное в полной мере относится только к странам-участницам Метрической конвенции. Во многих странах до сих пор сохраняется своя особая, иногда экзотическая система физических величин и единиц. Среди этих стран, как это ни странно, находятся Соединенные Штаты Америки - современная супердержава. Внутри этой страны до сих пор в обиходе величины и единицы старой Англии. Даже температуру там принято измерять в градусах Фаренгейта. Важно помнить, что проблема оптимального выбора физических величин и единиц будет существовать всегда, так как научно-технический прогресс постоянно предоставляет новые возможности в практике измерений. Сегодня это лазеры и синхротронное излучение, и завтра, возможно, появятся новые горизонты, опирающиеся на «теплую сверхпроводимость» или какое-либо замечательное достижение человеческой мысли.

Велико значение измерений в современном обществе. Они служат не только основой 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 и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.

Особенно возросла роль измерений в век широкого внедрения новой техники, развития электроники, автоматизации, атомной энергетики, космических полетов.


Каталог: jspui -> bitstream -> 123456789
123456789 -> Сборник материалов II международной научно-практической конференции 20 апреля 2016 г. Доннту: Донецк, 2016 эл версия русск яз
123456789 -> Распознавание речи и голосовое управление
123456789 -> Черникова О. Ю., Мозговой В. И
123456789 -> Анализ методов восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов после потери емкости в процессе эксплуатации
123456789 -> Основы семейного права Украины
123456789 -> В. И. Желязко, Т. Д. Лагун мелиорация, рекультивация и охрана земель
123456789 -> Тема: Установление, восстановление и закрепление границ зе-мельных участков
123456789 -> Министерство сельского хозяйства
123456789 -> Приоритетная задача современного земледелия за-ключается в повышении эффективности и стабильности сельскохозяйственного производства


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница