Средства измерения, измерительная аппаратура

Основы теории метрологии

Теория и методика эксперимента.

Метрология (от греч. metron - мера) – наука об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности.

Проблемы метрологии:

§ создание общей теории измерений;

§ образование единиц физических величин и систем единиц;

§ разработка методов и средств измерения, методов определения их точности;

§ создание эталонов, образцовых средств измерений и их проверка.

В 1893 г. по инициативе Д.И.Менделеева была создана «Главная палата мер и весов», преобразованная в научно-исследовательский институт метрологии (НИИМ). В 1960 г. [A1] вторая генеральная конференция разработала основные единицы Международной системы единиц (СИ):

§ длина – метр, м;

§ масса – кг;

§ время – секунда, с;

§ сила тока – ампер, А;

§ температура – градус Кельвина, К;

§ сила света – кандела, кд;

§ количество вещества – моль.

В 1999 году эталону килограмма исполнилось 110 лет. С 1889 года в международном бюро мер и весов в Париже (Франция) на глубине девяти метров под землей, хранится эталон килограмма – цилиндр из платиноиридиевого сплава, высотой и диаметром 39 мм.

При проведении исследований сведения о ходе процессов получают путем измерений. Измерением называют нахождение с помощью технических средств значений некоторой физической величины. В металлургических исследованиях определяемые величины измеряют с помощью электрических средств.

Измерительный прибор включает в себя три основные узла:

§ датчик, размещаемый непосредственно на объекте;

§ измерительное устройство (преобразователь сигнала);

§ указатель информации (измерительный прибор).

Характеристики прибора:

§ чувствительность – размерная величина, равная приращению измеряемого параметра;

§ точность – характеристика качества измерения, отражающая степень приближения к нулю погрешностей;

§ погрешность – отклонение найденного значения величины от её истинного значения: d = (а – ấ) /`ấ, где d – относительная погрешность измерения, а,`ấ– найденное и истинное значение измеряемой величины соответственно.

Погрешности бывают следующими:

§ инструментальные, связанные с несовершенством измерительных приборов;

§ методические, обусловленные недостатками методики;

§ систематические, обусловленные необычностью градуировки;

§ прогрессирующие, изменяемые во времени, обусловленные старением аппаратуры;

§ случайные – неопределённые по величине и не имеющие закономерности.

Основные параметры, измеряемые в металлургии, следующие:

§ температура, ⁰С (градусники спиртовые, ртутные; термометры сопротивления; термопары; пирометры);

§ давление, Па (манометры, дифференциальные манометры: мембранные, сильфонные, пружинные);

§ расход, кг/с, м³/с, моль/с; скорость, м/с (по перепаду давлений, порционные, крыльчатые);

§ консистенция (вязкость), Па_*с (вискозиметры ротационные, вибрационные, шариковые и др.);

§ состав газа, % (газоанализаторы, хроматографы, масспектрометры);

§ масса, кг (весы: рычажные, пружинные, динамометрические, тензо-датчиковые, механотронные).