Книжки по товарознавству

Елементи процесу вимірювання

Саранча. Метрологія, стандартизація, відповідність, акредитація та управління якістю

Вимірювання - складний процес, який включає взаємодію цілого ряду його структурних елементів. До них відносяться: мета вимірювання, об'єкт вимірювання, принцип, метод і засоби вимірювання і його модель, умови вимірювання, суб'єкт вимірювання, результат і похибка вимірювання. Ці елементи та їх взаємозв'язок показані на рис. 5.5 у вигляді структурної схеми.
З неї видно, що процес вимірювання відбувається за двома паралельними гілками, що містять відповідні одна одній елементи, які відносяться до реальності (верхня гілка) і її відображення або пізнання (нижня гілка).
Елементи обох гілок, нерозривно пов'язані між собою, відповідають одна одній за типом «реальність — відбиття (модель)».
Першим початковим елементом кожного вимірювання є його мета (ціль). Мета будь-якого вимірювання полягає у визначенні значення вибраної ФВ з потрібного. Вимірювання здійснює суб'єкт вимірювання — людина. При постановці завдання конкретизується об'єкт вимірювання, у ньому вилучається вимірювана ФВ і визначається потрібна похибка вимірювання.
Об'єкт вимірювання — матеріальний об'єкт, одна чи декілька властивостей якого підлягають вимірюванню. Він володіє багатьма властивостями і перебуває у багатосторонніх і складних зв'язках з іншими об'єктами.
Суб'єкт вимірювання — людина принципово не може уявити собі об'єкт суцільним, у всій різноманітності його властивостей і зв'язків. Внаслідок цього взаємодіяння суб'єкта з об'єктом можливі тільки на підставі математичної моделі об'єкта.
Математична модель об'єкта вимірювання — це сукупність математичних символів (образів) і відношень між ними, яка адекватно описує властивості об'єкта вимірювання, що цікавлять суб'єкт.
Модель об'єкта вимірювання ґрунтується на виконанні вимірювання у відповідності з розв'язаним завданням на основі апріорної інформації про об'єкт і умови вимірювання. На рис. 5.5 це відображено у вигляді підсумування відомостей про мету, умови вимірюваннях і апріорну інформацію про об'єкт. Модель об'єкта вимірювання повинна задовольняти таким вимогам:
- похибка, зумовлена невідповідністю моделі об'єкта вимірювання, не повинна перевищувати 10% гранично допустимої похибки вимірювання;
— складова похибка вимірювання, зумовлена нестабільністю вимірювання, спричинена нестабільністю вимірюваної ФВ протягом часу, необхідного для проведення вимірювання, не повинна перевищувати 10% гранично допустимої похибки.
Якщо вибрана модель не задовольняє цим вимогам, то слід перейти до іншої моделі об'єкта вимірювання.


Рис. 5.5. Основні елементи процесу вимірювання: ЗВ — засіб вимірювань, MX — метрологічна характеристика, ВС - вимірювальні сигнали, ФВ - фізична величина, В - властивість.
Апріорна інформація, тобто інформація про об'єкт вимірювання, є важливим фактором, що зумовлює його ефективність. При повній відсутності інформації вимірювання принципово неможливе, оскільки невідомо, що ж необхідно вимірювати,, отже, не можна вибрати потрібні засоби вимірювання. При наявності апріорної інформації про об'єкт у повному обсязі, тобто при відомому значенні вимірюваної величини, вимірювання зовсім не потрібні. Ця, інформація визначає досяжну точність вимірювань та їх ефективність.
Вимірювана величина визначається як параметр прийнятої моделі, а її значення, яке можна було б одержати в результаті абсолютно точного експерименту, приймається як справжнє значення даної величини. Ідеалізація, прийнята при побудові моделі об'єкта вимірювання, зумовлює невідповідність параметра моделі об'єкта, властивості якого досліджуються. Цю невідповідність називають троговою. Звичайно, на практиці через складність оцінювання пороговою невідповідністю намагаються знехтувати.
Мета побудови моделі об'єкта вимірювання полягає у виявленні конкретної ФВ, що підлягає вимірюванню в цілому.
Модель об'єкта вимірювання необов'язково повинна бути математичною. Її характер має визначатися виглядом і властивостями об'єкта вимірювання, а також мета вимірювання.
Моделлю може бути будь-який наближений опис об'єкта, який дозволяє визначити параметр моделі, яка є вимірюваною величиною і відбиває ту властивість об'єкта вимірювання, яку необхідно оцінити для вирішення вимірюваного завдання. Модель повинна досить добре відбивати дві групи властивостей ФВ об'єкта вимірювання, що визначаються при вимірюванні і впливають на результати вимірювання.
Основною проблемою моделювання об'єкта вимірювання є вибір таких моделей, які можна вважати адекватними тим, які слід вимірювати.
Адекватність моделі обумовлюється не тільки тими властивостями об'єкта, які потрібно визначити в рамках даного вимірювального завдання, а й тими, які можуть впливати на результати вимірювання пошукової величини.
Побудова адекватних моделей об'єкта вимірювання до сьогодні є складним творчим і неформалізованим завданням. Його рішення потребує високої кваліфікації, досвіду, інженерної інтуїції.
При цьому часто доводиться розв'язувати два взаємовиключаючі завдання: модель повинна адекватно відображати всі властивості об'єкта необхідні для розв'язання вимірювального завдання, і в той же час бути по можливості простою і мати мінімум параметрів.
У більшості практичних інженерних завдань моделі об'єкта вимірювання досить очевидні і, як правило, нескладні. Об'єкт вимірювання характеризується набором властивостей і опису їх ФВ.
Вимірювана величина - це ФВ, що підлягає визначенню у відповідності з поставленим завданням. До недавнього часу поняття «фізична величина» вважалось достатнім для постановки і розв'язання всіх вимірювальних завдань. Однак через суттєве розширення галузі застосування вимірювань, ускладнення її завдань і посилення вимог до точності і достовірності в ряді випадків воно перестало задовольняти потреби в експериментальному визначенні різних властивостей різноманітних об'єктів.
При плануванні сучасних вимірювань потрібно ввести більш конкретні поняття, що визначаються цілями вимірювань, ніж досить загальне поняття «фізична величина». У сьогоденні під вимірюваною величиною розуміють параметр або функціонал параметра моделі об'єкта вимірювання, що відбиває ту його властивість, кількісну оцінку, яку необхідно одержати в результаті. Розглянемо декілька прикладів.

Ви бачите тільки 29% питання.

Текст смс:
kkdtk2
на номер
4345

Щоб отримати доступ до матеріалів сайту надішліть смс з текстом kkdtk2 на номер 4345. Після цього введіть номер мобільного, з якого ви надіслали смс. Вартість смс — 3 грн.