Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «товароведение, экспертиза в таможенном деле (продовольственные и непродовольсвенные товары)»
Скачать 4.18 Mb.
|
Тема 13. Метрология – 6 ч.
3. Используемые технологии преподавания:
4. Текст задания: Метрология историческая, вспомогательная историческая дисциплина, предметом изучения которой являются применявшиеся и ещё применяемые в различных странах собственные единицы длины, площади, объёма, массы и др., системы единиц (мер), а также денежные единицы в их историческом развитии. Задача исторической метрологии — выяснение соотношений между единицами и их выражение в современных единицах (см., например, Английские меры), а также изучение происхождения названий единиц. М. и. необходима при изучении истории экономики и права, материальной культуры и контактов между народами, т.к. развитие систем единиц обусловлено ростом производительных сил и сопутствует расширению международных связей. С распространением метрической системы мер количество стран, использующих свои особые единицы, постепенно уменьшается, и в будущем задача М. и. сведется только к изучению вышедших из употребления единиц. Историю денежных единиц наряду с М. и. изучает нумизматика. Метрология (от греческого métron – мера и …логия), наука об измерениях, методах и способах достижения их единства и требуемой точности. Наука, промышленность, экономика и коммуникации не могут существовать без измерений. Примерно 15% затрат общественного труда расходуется на проведение измерений. По оценкам экспертов, от 3 до 9% валового национального продукта передовых индустриальных стран приходится на измерения и связанные с ними операции. К основным проблемам метрологии относятся: а) общая теория измерений; б) образование единиц физических величин (ФВ) и их систем; в) методы и средства измерений; г) методы определения точности измерений (теория измерений); д) основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (законодательная метрология): е) создание эталонов и образцовых средств измерений, ж) методы передачи размеров единиц от эталонов образцовым и далее – рабочим средствам измерений. 1. Основные понятия и термины метрологии. Воспроизведение единиц физических величин и единство измерений. С 01.01.2001 на территории России и стран СНГ взамен ГОСТ 16263-70 введены «Рекомендации по межгосударственной стандартизации ГСИ. Метрология. Основные термины и определения» РМГ 29-99, согласованные с международными стандартами ИСО 31(0-13) и ИСО 1000, регламентирующими использование дольных, кратных и других единиц при измерениях. /ГСИ – государственная система обеспечения единства измерений./ В зависимости от цели различают 3 раздела метрологии: теоретический, законодательный и прикладной. В теоретической (фундаментальной) метрологии разрабатываются фундаментальные основы этой науки. Законодательная метрология устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению ФВ, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений. Практическая (прикладная) метрология освещает вопросы практического применения разработок теоретической и положений законодательной метрологии. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью. Средства метрологии – совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование. Одна из главных задач метрологии – обеспечение единства измерений. Эту задачу можно решить при соблюдении двух основополагающих условий:
Основными признаками объектов окружающего нас мира являются свойство и величина. Свойство – философская категория, выражающая такую сторону объекта (явления, процесса), которая обуславливает его различие или общность с другими объектами (явлениями, процессами) и обнаруживается в его отношениях с ним. Свойство – качественная категория. Величина – это свойство чего-либо, что может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно. Все величины можно подразделить на реальные и идеальные. Идеальные величины главным образом относятся к математике и являются обобщением (моделью) конкретных реальных понятий (вычисляемые величины). Реальные величины делятся, в свою очередь, на физические и нефизические. ФВ является свойством материального объекта (процесса, явления), изучаемым естественными и техническими науками, в то время как нефизические величины присущи общественным наукам – философии, социологии, экономике и др. (например, стоимость товара, выраженная в денежных единицах). В соответствии с рекомендациями РМГ 29-99 физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Таким образом, физические величины – это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью которых они могут быть изучены. Физические величины можно подразделить на измеряемые и оцениваемые. Измеряемые физические величины могут быть выражены количественно в виде определенного числа единиц измерения. Физические величины, для которых не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены (значение их определяется на основе каких-либо правил). Величины оценивают при помощи шкал. Для нефизических величин единица измерения не может быть введена в принципе, они могут быть только оценены. Шкала величины – упорядоченная последовательность ее значений, принятая по соглашению на основании результатов точных измерений (служащая исходной основой для измерения данной величины). Размер физической величины – количественная определенность ФВ, присущая конкретному материальному объекту, процессу, системе или явлению. Значение физической величины – выражение размера в виде принятого для него некоторого числа единиц (Q). Числовое значение физической величины (q) – определенное число, входящее в значение величины. По наличию размерности ФВ делятся на размерные и безразмерные. По степени условной независимости от других величин данной группы выделяют ФВ основные (условно независимые), производные (условно зависимые) и дополнительные. В системе СИ в качестве основных выбраны 7 величин: длина, время, масса, температура, сила электрического тока, сила света и количество вещества. К дополнительным ФВ относятся плоский и телесный углы. Система физических величин. Под системой понимается совокупность величин, связанных системой уравнений, из которых выбираются величины, которые могут быть определены без использования других величин. Например, система величин в механике: L M T, действующая в настоящее время система SI (СИ), принятая на 11 Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, имеет 7 основных величин: длина (L), масса (M), время (T), сила электрического тока (I), температура (Q), количество вещества (N), сила света (J); и 18 дополнительных. На территории России система единиц СИ действует с 1 января 1982 года. В настоящее время применяются две системы единиц, СИ и СГС. Система СГС действует более 100 лет и до сих пор используется в точных науках – физике, астрономии. Однако ее все более теснит система СИ, которая принята и используется в большинстве стран мира. Единство измерений Многообразие СИ заставляет принимать соответствующие меры, чтобы не нарушить единство измерений. Единство измерений – суть представление результатов измерений в одних единицах и с требуемой точностью. Первое требование достигается использованием международной системы единиц СИ. Второе достигается соблюдением заданных метрологических характеристик, которые влияют на точность СИ. Понятие единства измерений охватывает такие задачи метрологии, как унификация единиц ФВ, разработка систем воспроизведения величин и передачи их размеров рабочим средствам измерений с установленной точностью и ряд других вопросов. Обеспечение единства измерений в стране возлагается на метрологическую службу, хранящую эталоны единиц и производящую поверку применяемых СИ. Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все существующие СИ одной и той же величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установленных единиц ФВ и передачи их размеров применяемым СИ. Воспроизведение единицы ФВ – совокупность операций по материализации единицы ФВ с наивысшей точностью посредством государственного эталона или исходного образцового СИ. Передача размера единицы – приведение размера единицы, хранимой поверяемым СИ, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при поверке или калибровке. Размер единицы передается всегда от более точных СИ к менее точным. Хранение единицы – специальное направление в метрологии, предполагающее осуществление совокупности операций по обеспечению неизменности во времени размера единицы, присущего конкретному эталону, и регулярные его исследования и сравнения с национальными эталонами других стран с целью повышения точности воспроизведения единицы. Эталон – СИ (или комплекс СИ) для воспроизведения и/или хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме СИ и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Поверка – операция, проводимая уполномоченным органом, по установлению пригодности СИ к применению. Основной метрологической характеристикой, определяемой при поверке СИ, является его погрешность. Калибровка – совокупность операций по установлению соотношения между значением величины, полученным с помощью данного СИ, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона. 2. Основы техники измерений параметров технических систем. Измерения являются одним из путей познания природы, объединяющим теорию с практической деятельностью человека. Они являются основой научных знаний, служат для учета материальных ресурсов, обеспечения требуемого качества продукции, взаимозаменяемости деталей и узлов, совершенствования технологии автоматизации производства, стандартизации, охраны здоровья и обеспечения безопасности труда, а также для многих других отраслей человеческой деятельности. Измерения количественно характеризуют окружающий материальный мир, раскрывая действующие в природе закономерности. Основоположник отечественной метрологии Д.И. Менделеев сказал: "Наука начинается с тех пор, как начинают измерять". Похожую мысль высказал английский основатель метрологии Томпсон: "Каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить". Измерение ФВ заключается в сопоставлении какой-либо величины с однородной величиной, принятой за единицу (РМГ 29-99). Измерение ФВ – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу ФВ, обеспечивающих нахождение измеряемой величины с единицей и получения значения этой величины. Методы измерений В зависимости от способа получения измерительной информации измерения подразделяются на органолептические и инструментальные. Органолептические измерения основываются на использовании органов чувств человека. Они нашли применение и в быту, и в производстве (дегустация вин, духов, настройка музыкальных инструментов). Основу составляет метод попарного сравнения, когда при исследовании группы объектов они анализируются (измеряются) попарно, затем составляется рейтинговая таблица учета попарного сравнения, по результатам которой исследуемые объекты расставляются в порядке возрастания или убывания анализируемого свойства. Измерения, основанные на интуиции, называются эвристическими (метод мозгового штурма). Эти методы обычно используются на начальных этапах научных исследований или когда остальные методы бессильны. Для повышения надежности результатов используется усреднение результатов нескольких наблюдателей (экспертов). Метод экспертных оценок узаконен в научных и практических исследованиях. Инструментальные измерения основываются на использовании специальных технических средств, созданных для этих целей. Инструментальные измерения бывают автоматизированными и автоматическими. Автоматизированные измерения подразумевают участие человека. Под истинным значением ФВ понимается значение, которое идеальным образом отражает в количественном и качественном отношении соответствующие свойства технической системы через ее выходные параметры. Так как истинное значение является идеальным, то в качестве наиболее близкого к нему используется понятие действительного значения, которое определяется экспериментальным методом. Результат измерения представляет собой приближенную оценку истинного значения величины, найденного путем измерений. Из сказанного можно сформулировать основные постулаты метрологии:
Классификация измерений
Каждую ФВ можно измерить несколькими методами. Основными из них являются:
3. Нормирование метрологических характеристик средств измерений. Средства измерений Первичным этапом любого измерения является обнаружение измеряемой величины. Для этой цели служат индикаторы, которые играют роль органов чувств человека. Задача индикатора – выделить измеряемый параметр из общего фона наблюдаемых величин. Характеристикой индикаторов, в общем играющей важную роль для качества СИ, является его порог чувствительности (порог реагирования – минимальный сигнал, обнаруживаемый индикатором). Однако обнаружить и измерить величину – не одно и то же. Для измерения необходимо эталонное значение, которое воспроизводится с некоторой точностью. Для величин, при измерении которых невозможно воспроизвести меру (напряжение, ток, магнитное поле), применяется способ сравнения реакции прибора на воздействие эталонных значений и измеряемого воздействия. В этом случае подразумевается, что реакция прибора одинакова. При построении шкалы прибора по эталонным значениям параметра выполняют градуировку, предполагая равномерное или неравномерное влияние параметра на прибор. Все технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики, называются Средствами измерения. Виды средств измерений Средство измерения – это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и/или хранящее единицу ФВ, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Под метрологическими характеристиками понимают такие характеристики СИ, которые позволяют судить об их пригодности для измерений в известном диапазоне с известной точностью. В отличие от СИ приборы или вещества, не имеющие нормированных метрологических характеристик, называют индикаторами. СИ – это техническая основа метрологического обеспечения. Классификация СИ также дается в РМГ 29-99. Меры – это СИ, воспроизводящие или хранящие физическую величину заданного размера. Меры могут быть однозначными, воспроизводящими одно значение ФВ (гиря, калибр, образцы твердости, шероховатости…), и многозначными – для воспроизведения плавно или дискретно ряда значений одной и той же ФВ (измерительный конденсатор переменной емкости, набор конечных мер, магазин емкостей, индуктивности и сопротивления, измерительные линейки…). Измерения путем сравнения с мерой выполняют с помощью специальных технических средств – компараторов (равноплечие весы, измерительный мост…). Иногда в качестве компаратора выступает человек. Измерительные преобразователи – СИ, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но недоступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Это термопары, измерительные трансформаторы и усилители, преобразователи давления. По месту, занимаемому в измерительной цепи они делятся на первичные, промежуточные и т.д. Конструктивно они выполняются либо отдельными блоками, либо составной частью СИ. Необходимо понимать отличие измерительных преобразователей от преобразовательных элементов, не имеющих метрологических характеристик, как, например, трансформатор тока или напряжения. Измерительный прибор – СИ, предназначенное для переработки измерительного сигнала в другие, доступные для наблюдателя формы. Различают приборы прямого действия (амперметры, вольтметры, манометры) и приборы сравнения (компараторы). По способу отсчета измеряемой величины СИ делятся на показывающие (аналоговые, цифровые), регистрирующие (на бумажную или магнитную ленту) и т.п. Измерительная установка – совокупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте. Например, поверочные установки, установки для испытания электротехнических, магнитных и других материалов. Измерительная установка позволяет предусмотреть определенный метод измерения и заранее оценить погрешность измерения. Измерительная система – это комплекс СИ вспомогательных устройств с компонентами связи (проводные, телевизионные и др.), предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. В отличие от измерительных установок, предусматривающих изменение режима и условий функционирования, измерительная система не воздействует на режимы работы, а предназначена только для сбора и (или) хранения информации. Частными случаями измерительной системы являются информационно-вычислительный комплекс (ИВК), информационно-измерительные системы (ИИС). К последним можно отнести системы автоматического контроля, системы технического диагностирования, системы распознавания образов, системы для передачи неизмерительной информации. При организации поверки рабочих СИ используют различные эталоны и образцовые СИ. СИ, как правило, работают совместно с датчиками (измерительными преобразователями), имеющими свои МХ. Основными характеристиками качества измерения являются: Точность измерения – качество измерения, отражающее близость результатов измерения к истинному значению измеряемой величины. Правильность измерения - качество измерения, отражающее близость к нулю математической погрешности в результатах измерения. Сходимость - качество измерения, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполненных в одинаковых условиях одним и тем же средством измерения, одним и тем же методом. Воспроизводимость - качество измерения, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполненных в разных условиях. Действительное значение ФВ устанавливается экспериментальным путем в предположении, что результат измерения в максимальной степени приближается к истинному значению, т.е. результат измерения будет представлять собой приближенную оценку истинного значения величины, найденной путем измерения. Метрологические характеристики Все средства измерения независимо от их исполнения обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения заданных функций. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результат измерения (обычно в виде погрешностей) называются метрологическими. Метрологические характеристики подразделяются на следующие группы:
Характеристики, установленные научно-технической документацией, называются нормируемыми, а характеристики, определенные экспериментальным путем, называются действительными. В зависимости от назначения средства измерения в научно-технической документации нормируется различный набор характеристик, но при этом указанный набор должен быть достаточным для учета свойств средства измерения и для оценки его погрешностей. Оценка погрешности в таком случае должна проводиться с учетом условий, оговоренных в НТД. Обычно метрологические характеристики нормируются для нормальных и рабочих условий. Типовыми нормальными условиями являются температура (293±5)°К, давление (100±4)кПа, относительная влажность (65±15)%, напряжение в питающей сети 220В ± 10%. Рабочие условия имеют, как правило, более широкий диапазон или особые условия в зависимости от назначения прибора. Полный комплекс метрологических характеристик при практической эксплуатации СИ учитывать очень сложно, поэтому его заменяют обобщенным показателем (класс точности). Он используется только при проведении метрологических измерений (при поверке СИ). Класс точности средства измерения - обобщенная характеристика средства измерения, выражаемая допускаемыми значениями основной и дополнительной погрешности. Погрешность задается в виде интервала. 5. Вопросы, выносимые на обсуждение:
6. Рекомендуемая литература:
Практическое занятие 14 |
Похожие:
 | «товароведение, экспертиза в таможенном деле продовольсвенные и непродовольственные товары» | | «товароведение, экспертиза в таможенном деле (продовольственные и непродовольственные товары)» |
 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Является приобретение теоретических знаний и практических умений и навыков в области товароведения и экспертизы продовольственных... |
| Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Экономическая география и регионалистика мира» для специальности 036401-... | | Методические рекомендации к практическим занятиям для студентов по учебной дисциплине фармакология. – Ульяновск: огбоу спо умк, 2014.... |
| Представлены методические указания к практическим занятиям по учебной практике, образцы документов для выполнения практических заданий,... | | Дополнения и изменения, внесенные в рабочую программу государственной итоговой аттестации |
| Правоохранительные органы рф: Методические указания к семестровым и практическим занятиям / Сост. – И. И. Евтушенко; Волгоград гос... | | Методические указания по подготовке к семинарским и практическим занятиям по дисциплине «Экономическая теория». — Ростов н/Д: дгту,... |