|
|
Скачати 4.21 Mb.
|
|
1.2 Вимірювання і метрологічні характеристики. Забезпечення єдності вимірів
Екологія, як наука, потребує знань, які можливо здобути тільки шляхом вимірів. Виміри дають можливість усвідомити стан речей, дати їм характеристику, зробити порівняння, а на кінцевому етапі прийняти рішення (тобто покращити ситуацію). Вимірювання та використання їх результатів здійснюються згідно Закону про метрологію та метрологічну діяльність (стаття 10). Вимірювання у сфері поширення державного метрологічного нагляду можуть виконуватися вимірювальними лабораторіями за умови їх акредитації на право виконання вимірювань. Вимірювання, що здійснюються у сфері поширення державного метрологічного нагляду, мають виконуватися згідно з атестованими методиками виконання вимірювань. Результати вимірювань можуть бути використані за умови, якщо відомі відповідні характеристики похибок вимірювань. При виконанні вимірювань важливо мати інформацію про фізичні величини, їх характеристики, одиниці вимірювань та забезпечити єдність вимірів. 1.2.1. Фізичні величини Людина у своєму прагненні пізнати фізичні об'єкти - об'єкти пізнання - виділяє деяку відокремлену кількість властивостей, загальних у якісному відношенні для ряду об'єктів, але індивідуальних для кожного з них в кількісному відношенні. Такі властивості отримали назву фізичних величин (ФВ). Фізичні величини розрізняють в якісному і кількісному відношенні. Якісна сторона - визначає вид величини (довжина, маса, теплоємкість, вологість, тиск, температура тощо), а кількісна її розмір. ІФізична величина - властивість, спільна в якісному відношенні для багатьох фізичних об'єктів і індивідуальна в кількісному відношенні для кожного з них. ■Розмір фізичної величини - кількісний склад властивості в даному об'єкті. Розмір фізичної величини існує об'єктивно, незалежно від того, що ми знаємо про неї. Фізичні величини, як і об'єкти, яким вони притаманні, існують у часі і просторі. Тому загалом їх розміри, а у векторних величинах і напрямки, є функціями часу і координат простору. Якщо розміри скалярних, або розміри і напрямки векторних величин не змінюються то вони звуться сталими (незмінними), якщо змінюються, то - змінними величинами. IЗначення ФВ - це кількісна оцінка вимірюваної величини, повинна бути не тільки числом, а числом іменованим. Результат вимірювання повинен бути відображений у визначених одиницях, прийнятих для даної величини. Фізичну величину, якій за визначенням привласнено числове значення, яке дорівнює одиниці, прийнято називати одиницею фізичної величини. Таким чином, значення фізичної величини це її оцінка у вигляді деякого числа. Наприклад, маса 101 кг, довжина 91 м тощо. В метрології розрізняють істинне (шукане) і дійсне значення фізичних величин. Істинне значення фізичної величини, яке ідеальним чином відображає в якісному і кількісному відношенні відповідну властивість об'єкту, повинно бути вільне від похибок вимірювань. Так як усі фізичні величини знаходяться експериментальним або дослідним шляхом і їх значенню притаманні помилки вимірювань, то істинне значення фізичних величин залишається невідомим. Значення фізичних величин, що знайдене експериментальним або дослідним шляхом і настільки наближене до істинного значення, що для визначеної мети може бути використано замість нього, носить назву дійсного значення фізичних величин. При експериментальних або дослідних вимірюваннях значення фізичних величин, знайдене з допустимою по технічним вимогам похибкою, приймається за дійсне значення. Фізичні величини в залежності від множини розмірів, які вони можуть мати при вимірюваннях у обмеженому діапазоні, діляться на аналогові (безперервні) та дискретні (квантовані по рівню). Аналогова величина може мати у заданому діапазоні нескінченну множену розмірів (така величина практично не змінюється у часі, а якщо змінюється то дуже повільно). Дискретна величина має у заданому діапазоні тільки лічену множину розмірів. Фізична величина, яка перебуває у при чинно-наслідкових зв'язках з іншими величинами, є їх функцією, в тому числі функцією часу. Функція часу - це процес, тобто послідовна в часі зміна розміру величини, а також величина окремий випадок процесу. Якщо значення величини можна заздалегідь точно передбачити на підставі причинно-наслідкових зв'язків з іншими величинами то її називають детермінованою. Коли значення величини ніякому передбаченню не піддається, то вона - індетермінована. Проміжне місце займають випадкові величини, частина причинно-наслідкових зв'язків яких з іншими величинами відома, а частина не відома. Тому випадкова величина має дві складові - детерміновану та індетерміновану. Щодо вимірювань, теоретично всі величини можна трактувати як випадкові з різним співвідношенням між детермінованою і індетермінованою складовими. Практично, якщо детермінована складова велика, а індетермінована менша від допустимої похибки, з якою треба знайти значення даної величини, то ця величина трактується як детермінована і навпаки. Таким чином, чим менша допустима похибка визначення значення величини, тим більш треба враховувати її характер - поділ на детерміновану та індетерміновану складові, тобто розглядати величину як випадкову. На підставі викладеного видно, що вимірювана величина і тим більш результат вимірювань, одержаний з похибкою (дійсне значення),
Основні визначення: Дійсне значення - це значення фізичної величини, знайдене експериментальним шляхом і настільки наближене до істинного значення, що з певною метою може бути використане замість нього. Це значення змінюється залежно від необхідної точності вимірювань. При технічних вимірюваннях значення фізичної величини, знайдене з допустимою похибкою, приймається за дійсне значення. Істинне значення фізичної величини - це значення, яке ідеально віддзеркалює властивості даного об'єкта як в кількісному, так і в якісному відношенні. Воно не залежить від засобів нашого пізнання і є тією абсолютною істиною, до якої ми прагнемо і хочемо записати її у вигляді числового значення. Одиниця фізичної величини - фізична величина, значення якої рівне одиниці. За характером взаємозалежності фізичні величини поділяються на основні і похідні. Наприклад - Міжнародна система СІ (7 основних,
Основна фізична величина - це фізична величина, що входить у систему і умовно прийнята за незалежну від інших величин цієї системи (наприклад: маса - 1 кг., довжина - 1 м.). Похідна фізична величина - це фізична величина, що входить у систему і визначається через основні величини цієї системи (наприклад: прискорення, м / с2). За особливістю додавання фізичні величини поділяють на - адитивні, неадитивні. Адитивні величини додаються (наприклад, маси тіл). Неадитивні, які не додаються (наприклад, щільність, яка вимірюється шляхом інших вимірів). За наявністю або відсутністю розмірності фізичні величини поділяють на розмірні та безрозмірні (або відносні). Розмірна фізична величина - величина в розмірності якої показник ступеня розмірності хоча б однієї з однакових величин не дорівнює нулю. Безрозмірна (відносна) величина - є відношення даної фізичної величини до однорідної. Застосовується для різного роду характеристик (наприклад, коефіцієнт корисної дії). Відносні величини мають різні форми вираження: частка - база порівняння прийнята за одиницю - 1; відсоток (%) - база порівняння прийнята за 100, (1% = 10 -2); проміль (% о) - база порівняння прийнята за 1000 (1% о = 10 -3); продеціміль (% оо) - база порівняння прийнята за 10000 (1% оо = 10 -4); просантіміль (% ооо) - база порівняння прийнята за 100000 (1% ооо = 10 -5); мільйонні долі (ррт) - база порівняння прийнята за 1000000 (Іррт = 10 -6) і т.д. Логарифмічною величиною називають логарифм відношення фізичної величини до однорідної величини (наприклад, бел, децибел). За способом отримання числового значення вимірювальної фізичної величини всі вимірювання діляться на прямі, побічні, сукупні, сумісні. Прямі - це такі вимірювання, коли значення вимірювальної величини знаходять прямо із дослідних значень (порівняння розміру з розміром, або показів вимірювального приладу). Наприклад, вимірювання довжини лінійкою, температури - термометром. Побічні - це такі, при яких значення вимірювальної величини знаходять за проміжним результатом прямих вимірів інших величин, зв'язаних із вимірювальною величиною відомою залежністю. Наприклад, потужність Р = І*и знаходимо за результатами виміру напруги V вольтметром і сили струму І амперметром. Сукупні - проводять для декількох однакових фізичних величин, значення яких знаходять методом рішення системи рівнянь. Наприклад, знаходження струмів в складній електричній мережі методом контурних струмів. Сумісні - виконують для двох і більше не однакових фізичних величин, їх значення знаходять при розв'язанні одного або системи рівнянь. 1.2.2. Одиниці фізичних величин. Міжнародна система одиниць 51 В Україні (згідно статті 6 Закону України про метрологію та метрологічну діяльність) при вимірах застосовуються одиниці величин Міжнародної системи одиниць, прийнятою Генеральною конференцією з мір та ваг і рекомендованої Міжнародною організацією законодавчої метрології. Найменування, позначення, правила написання і застосування одиниць величин, а також застосування на території держави, нарівні з ними, несистемних одиниць величин встановлює Уряд, за винятком випадків, передбачених актами національного законодавства. Характеристики і параметри продукції, що поставляється на експорт, у тому числі засобів вимірів, можуть бути виражені в одиницях величин, установлених замовником. Системи одиниць фізичних величин. Питання про системи одиниць, принципи їх побудови, вибір раціональної системи одиниць багаторазово обговорювалось метрологами, фізиками, та міжнародними організаціями. Система одиниць - це сукупність незалежних і похідних одиниць, які охоплюють всі або деякі частини вимірів, яка створена таким чином, що співвідношення між одиницями визначаються рівняннями залежності, за винятком відносин між одиницями вибраними незалежними. Система одиниць складається із основних, похідних та додаткових, системних та позасистемних, кратних та часткових, розмірних та безрозмірних. Сукупність основних та похідних одиниць називають системою одиниць фізичних величин ОФВ (метр, кілограм, секунда, ампер, кельвін, кандела, моль). Якщо одиниці деяких розмірів установлюють довільно, незалежно один від одного такі одиниці називають основними, а одиниці інших розмірів, що виражаються через основні -називають похідними. Одиниці величин, які не належать ні до основ них, ні до похідних, називаються додатковими. Одиниці фізичних величин, що задовольняють будь-якій системі одиниць, називають системними, а які не входять до жодної із систем - позасистемними (літр, калорія тощо). Позасистемні одиниці, що визначаються із відношення двох значень величин, називаються логарифмічними (наприклад, бел, децибел). Одиниця, що в ціле число разів більша системної або позасистемної одиниці, називається кратною ( 1км, хвилина тощо). Одиниця, що в ціле число разів менша від системної, або позасистемної одиниці, називається частковою (міліметр, мілісекунда тощо). Величина, в розмірності якої хоча б один показник розмірності відмінний від 0, називається розмірною величиною, в розмірності якої всі показники розмірності дорівнюють нулю - безрозмірною. При проведенні вимірювань користуються прийнятою міжнародними стандартами системою одиниць 81. Міжнародна система одиниць фізичних величин 51. Генеральна конференція з мір та ваг (ГКМВ) у 1954 р. визначила шість основних одиниць фізичних величин для використання у міжнародних відносинах: метр, кілограм, секунда, ампер, градус кельвіна і світла. 11-а Генеральна конференція з мір та ваг у 1960 році затвердила міжнародну систему одиниць, що позначається 81 (від початкових літер французької назви Бувіегпе Іпіегпаїіопаї й 'Цпііев), на українській мові - СІ. В наступних роках Генеральна конференція прийняла ряд доповнень і змін, у результаті яких в системі стало сім основних одиниць, додаткові і похідні одиниці фізичних величин, а також розробила наступне визначення основних одиниць. Основні одиниці 51:
Міжнародна система 81 вважається найбільш досконалою і універсальною в порівнянні з попередніми. Крім основних одиниць в системі 81 є додаткові одиниці для вимірювання плоского і просторового кута - радіан і стерадіан відповідно, а також велика кількість похідних одиниць простору і часу, механічних величин, електричних і магнітних величин, теплових, світлових, акустичних величин, а також іонізуючих випромінювань. Після прийняття Міжнародної системи одиниць ГКМВ практично всі найкрупніші міжнародні організації включили її в свої рекомендації з метрології і закликали всі країни - членів цих організацій прийняти її. В Україні система 81 офіційно була прийнята у 1963 році шляхом введення відповідного державного стандарту, причому слід врахувати, що в той час всі державні стандарти мали силу закону і були суворо обов'язковими для виконання. На сьогоднішній день система 81 дійсно стала міжнародною, але разом з тим застосовуються і несистемні одиниці, наприклад, тонна, доба, літр, гектар та ін. Основними перевагами системи 81 є: універсальність (тобто вона охоплює всі аспекти галузі вимірів); узгодженість (всі похідні одиниці утворені за єдиним правилом, яке виключає появу у формулах коефіцієнтів, що значно спрощує розрахунки); можливість створення нових похідних одиниць в міру розвитку науки і техніки на основі існуючих одиниць фізичних величин; одиниці системи у своїй більшості цілком практичні в користуванні та ін. 1.2.3. Вимірювання: основні поняття і характеристики В загальному випадку вимірювання фізичних величин представляє собою багатоступеневий процес, складається як із самої процедури виміру, так і ряду підготовчих і заключних процедур, які необхідно виконувати до і після виконання самих вимірів. Процес виміру можливо розділити на такі етапи: • підготовка і планування вимірів;
До початку вимірювального експерименту необхідно вирішити ряд питань підготовки, планування і організації вимірів основними з яких є: мета і завдання вимірів, наявність інформації про об'єкт (попередні виміри, діапазон та ін.), модель об'єкта і фізичні величини, вимірювальні параметри, умови вимірювання і величини, які впливають на хід роботи, похибки вимірів, методики вимірів та ін. Основні поняття вимірювань: Вимірювання - це знаходження фізичної величини експериментальним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів. Вимірювальні прилади - це засоби вимірювань, призначені з метою вироблення сигналу вимірюваної інформації у формі, що доступна для безпосереднього сприйняття спостерігачем. Засіб вимірювальної техніки - технічний засіб, який застосовується під час вимірювання і має нормовані метрологічні характеристики. Засоби вимірювань - це технічні засоби, що використовуються при вимірюваннях і які мають нормовані метрологічні характеристики. Метод вимірювань - сукупність прийомів використання принципів і засобів вимірювань (метод заміщень, метод збіжності, метод порівняння з мірою, нульовий метод та ін.). Методика виконання вимірів — сукупність операцій і правил, виконання яких забезпечує одержання результатів вимірів з відомою погрішністю. Міри - це засоби вимірів у вигляді тіла або влаштування, яке призначене для відтворення величини одного або декількох розмірів, значення яких відомі з необхідною для вимірів точністю. Результат вимірювання - значення фізичної величини, знайдене шляхом її вимірювання. Характеристики результату вимірювання (його якості). Якість вимірів характеризується точністю, достовірністю, правильністю, збіжністю, розміром похибок вимірів:
♦ збіжність вимірювань - відображає близькість повторних результатів вимірювань однієї величини, виконаних в різних умовах (час, місце, методики). Достовірність оцінки похибок визначають на основі законів теорії імовірності і математичної статистики. |
|
В. В. Тарасова, А. С. Малиновський, М. Ф. Рибак Екологічна стандартизація і нормування Організація робіт з стандартизації і загальні їмоги до змсісту нормативних документів |
Методичні вказівки Метрологія, стандартизація, сертифікація та акредитація” для студентів спеціальностей “Технології та засоби телекомунікацій”, “Телекомунікаційні... |
|
Галабурда М. К. Держава і ринок: філософія взаємодії: Монографія... За заг та наук ред д-ра екон наук, проф. І. Й. Малого. — К.: КНЕУ, 2005. — 358 с |
Міністерством освіти і науки України (лист №1/11-125 від 13 лютого 2005р.) ЕЗО Екологічне право України. Академічний курс: Підручник / За заг- ред. Ю. С. Шемшученка. — К.: ТОВ «Видавництво «Юридична думка»,... |
|
Програми для загальноосвітніх навчальних закладів: Українська література.... Календарне планування для 6 класу складено відповідно до Програми для загальноосвітніх навчальних закладів: Українська література.... |
ДВНЗ «КРИВОРІЗЬКИЙ БУДІВЕЛЬНИЙ КОЛЕДЖ» ДОПОВ І Д Ь з дисципліни:... «Державне регулювання процесів природокористування, національна система стандартів. Екологія будівництва – природна краса простих... |
|
РОЗДІЛ 13 ТЕХНІЧНЕ РЕГУЛЮВАННЯ,'СТАНДАРТИЗАЦІЯ І СЕРТИФІКАЦІЯ Закону певною мірою пов’язана з інтеграцією Основна мета Закону створення дворівневої системи нормативних документів, що включає... |
2. СТАНДАРТИЗАЦІЯ І СЕРТИФІКАЦІЯ ФАРМАЦЕВТИЧНОЇ ПРОДУКЦІЇ В УКРАЇНІ Державну систему стандартизації, цілі і завдання якої затверджені Постановою Кабінету Міністрів № 258 від 25. 05. 1992 р. Державний... |
|
Міжнарод науково-практ конф., (15-16 березня 2013 р.) Сімферополь/... Міжнарод науково-практ конф., (15-16 березня 2013 р.) – Сімферополь/ За заг ред. П. А. Кравченко. Саки: ПП «підприємство Фенікс»,2013.... |
“Київський політехнічний інститут” Положення про організацію навчального процесу в НТУУ “КПІ” / Уклад.: Г. Б. Варламов, В. П. Головенкін, В.І. Тимофєєв, В.І. Шеховцов.... |