Фактически работа ее началась с 1947 г. СССР был одним из основателей организации, постоянным членом руководящих органов, дважды представитель Госстандарта избирался председателем организации. Россия стала членом ИСО как правопреемник распавшегося государства.
事实上,它的工作始于 1947 年,苏联是该组织的创始人之一,是管理机构的常任成员,曾两次当选为国家标准化委员会的代表。俄罗斯作为崩溃国家的继承者成为 ISO 的成员。
Международная электротехническая комиссия (МЭК) создана в 1906 г. на международной конференции, в которой участвовали 13 стран, в наибольшей степени заинтересованных в такой организации. Датой начала международного сотрудничества по электротехнике считается 1881 г., когда состоялся первый Международный конгресс по электричеству. Позже, в 1904 г., правительственные делегаты конгресса решили, что необходима специальная организация, которая бы занималась стандартизацией параметров электрических машин и терминологией в этой области.
国际电工委员会 (IEC) 成立于 1906 年。 电气工程国际合作开始的日期被认为是 1881 年,当时举行了第一届国际电力大会。后来,在 1904 年,大会的政府代表决定需要一个专门的组织来标准化该领域的电机参数和术语。
Лекция 2. Основы измерений
第 2 讲。测量基础知识
Основы теории измерений
测量理论基础
На результат измерения влияет множество различных факторов (влияющие факторы). При подготовке и проведении высокоточных измерений в метрологической практике учитывают влияние объекта измерения, субъекта (эксперта или экспериментатора), метода измерения, средства измерения, условий измерения.
测量结果受许多不同因素(影响因素)的影响。在计量实践中准备和进行高精度测量时,要考虑测量对象、受试者(专家或实验者)、测量方法、测量仪器和测量条件的影响。
Объект измерения должен быть всесторонне изучен. Так, при измерении плотности вещества должно быть гарантировано отсутствие инородных включений, при измерении диаметра вала нужно быть уверенным в том, что он круглый. В зависимости от характера объекта и цели измерения учитывают (или отвергают) необходимость корректировки измерений. Например, при измерении площадей сельскохозяйственных угодий пренебрегают кривизной земли, что нельзя делать при измерении поверхности океанов. При измерении периода обращения 3емли вокруг Солнца можно заранее пренебречь его неравномерностью, а можно, наоборот, сделать ее объектом исследования.
测量对象应进行全面研究。因此,在测量物质的密度时,必须保证没有外来夹杂物,在测量轴的直径时,必须确保它是圆形的。根据物体的性质和测量的目的,需要考虑(或拒绝)调整测量值的需要。例如,在测量农业用地的面积时,地球的曲率被忽略了,这在测量海洋表面时不应该这样做。在测量绕太阳公转的周期时,可以提前忽略它的不规则性,或者相反,可以将其作为研究对象。
Объект измерения – тело (физическая система, процесс, явление и т.д.), которое характеризуется одной или несколькими измеряемыми физическими величинами.
测量对象是一个物体(物理系统、过程、现象等),其特征是一个或多个测量的物理量。
Примеры:
例子:
коленчатый вал, у которого измеряют диаметр;
曲轴,从中测量直径;
технологический процесс, во время которого измеряют температуру;
技术过程,在此期间测量温度;
спутник Земли, координаты которого измеряются.
地球的卫星,其坐标被测量。
Субъект измерения , т. е. оператор привносит в результат измерения элемент субъективизма, который по возможности должен быть сведен к минимуму. Он зависит от квалификации оператора, санитарно-гигиенических условий труда, его психофизиологического состояния, учета эргономических требований при взаимодействии оператора с СИ. Санитарно-гигиенические условия включают такие факторы, как освещение, уровень шума, чистота воздуха, микроклимат.
测量对象,t。 操作员在测量结果中引入了主观主义元素,应尽可能减少这种元素。这取决于操作者的资质、卫生和卫生的工作条件、他的心理生理状态,同时考虑到操作者与测量设备互动时的人体工程学要求。卫生条件包括照明、噪音水平、空气纯度、小气候等因素。
Как известно, освещение может быть естественным и искусственным. Наиболее благоприятным является естественное освещение, производительность труда при котором на 10% выше, чем при искусственном. Дневной свет должен быть рассеянным, без бликов.
如您所知,照明可以是自然的和人工的。最有利的是自然采光,其中劳动生产率比人工采光高 10%。日光应散射,无眩光。
Искусственное освещение помещений должно быть люминесцентным, рассеянным.
场所的人工照明应该是荧光和漫射的。
Люди с нормальным зрением способны различать мелкие предметы лишь при освещенности не менее 50–70 лк. Максимальная острота зрения наступает при освещенности 600–1000 лк. В оптимальных условиях продолжительность ясного видения (с хорошей остротой) при непрерывной работе составляет 3 ч. Уровень шума в лабораториях не должен превышать 40-45 дБ.
视力正常的人只有在至少 50-70 勒克斯的照明下才能区分小物体。最大视力出现在600-1000勒克斯的照明下。在最佳条件下,连续手术的清晰视力(具有良好的敏锐度)持续时间为 3 小时,实验室的噪音水平不应超过40-45分贝。
Важное значение имеют собранность, настроение, режим труда эксперта. Наибольшая работоспособность отмечается в утренние и дневные часы – с 8 до 12 и с 14 до 17. В период с 12 до 14 ч и в вечерние часы работоспособность, как правило, снижается, а в ночную смену она минимальна.
最大的工作能力出现在早上和下午- 从 8 到 12 和 14 到 17。在 12 到 14 小时和晚上的时间里,工作能力通常会下降,而在夜班中,工作能力是最小的。
Измерительные приборы размещают в поле зрения оператора в зоне, ограниченной углами ±30° от оси в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Отсчетные устройства должны располагаться перпендикулярно линии зрения оператора. Оптимальное расстояние от шкалы до глаз оператора определяется высотой знака, подлежащего считыванию. По контрастности отметки шкал должны на порядок отличаться от фона.
测量设备放置在操作员的视野中,在水平和垂直平面上与轴成 30° 的角度± 限制的区域内。参考设备应垂直于操作员的视线放置。从秤到操作者眼睛的最佳距离取决于要读取的标志的高度。相反,刻度标记应与背景不同一个数量级。
По данным профессора М.Ф. Маликова, в зависимости от индивидуальных особенностей операторов, связанных с их реакцией, измерительными навыками и т.п., неточность глазомерного отсчета по шкалам измерительных приборов достигает ±0,1 деления шкалы.
根据M.F. Malikov 教授的说法,根据操作员的个人特征,与他们的反应、测量技能等有关,测量仪器秤上眼睛计数的不准确性它达到了 ±0.1 的刻度。
Метод измерения. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает различные результаты, причем каждый из них имеет свои недостатки и достоинства. Искусство оператора состоит в том, чтобы соответствующими способами исключить, компенсировать или учесть факторы, искажающие результаты. Если измерение не удается выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой-либо фактор, влияющий на результат, то в последний в ряде случаев вносят поправку.
测量方法。很多时候,用不同的方法测量相同数量的恒定尺寸会得到不同的结果,每个结果都有自己的缺点和优点。操作员的艺术是以适当的方式排除、补偿或考虑扭曲结果的因素。如果无法以排除或补偿影响结果的任何因素的方式进行测量,则在某些情况下会对结果进行校正。
Поправки могут быть аддитивными (от лат. additivus — прибавляемый) и мультипликативными (от лат. multipico — умножаю). Например, для расчета сопротивления измеряют значение электрического тока, протекающего через резистор, и падение напряжения на нем. При этом возможны два варианта включения вольтметра и амперметра и соответственно различные аддитивные поправки. В одном случае. из показания амперметра нужно вычесть ток, протекающий через вольтметр, в другом — из показания вольтметра нужно вычесть падение напряжения на амперметре. Другой пример (по учету мультипликативной поправки): при измерении ЭДС вольтметром учитывают сопротивление источника питания путем умножения показания вольтметра на поправочный множитель, определяемый расчетным путем.
更正可以是加法的(来自拉丁语。 additivus — 添加)和乘法 (来自拉丁语 multipico — 乘法)。例如,为了计算电阻,需要测量流经电阻器的电流值和其两端的电压降以及相应的各种加法修正。在一个案例中。从电流表的读数中,您需要减去流经电压表的电流,在另一个 - 从电压表的读数中,您需要减去电流表上的电压降。另一个例子(考虑到乘法校正):当用电压表测量电动势时,通过将电压表读数乘以由下式确定的校正系数来考虑电源的电阻通过计算。
Влияние СИ на измеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор. Например, ртутный термометр, опущенный в пробирку с охлажденной жидкостью, подогревает ее и показывает не первоначальную температуру жидкости, а температуру, при которой устанавливается термодинамическое равновесие. Другим фактором является инерционность СИ. Некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания, что может быть результатом дефекта изготовления, некоторой нелинейности преобразования. Эти особенности СИ выявляются при их метрологическом исследовании. По итогам устанавливается аддитивная или мультипликативная поправка в виде числа или функции, она может задаваться графиком, таблицей или формулой. Например, если вследствие дефекта изготовления стрелка на шкале удлинений разрывной машины в исходном положении устанавливается не на нуле, а на делении 5 мм, то все результаты будут иметь систематическую погрешность 5 мм, на которую нужно делать аддитивную поправку при подсчете.
在许多情况下,SI对测量值的影响表现为一个令人不安的因素。例如,将水银温度计放入装有冷却液体的试管中,会对其进行加热,并显示的不是液体的初始温度,而是建立热力学平衡的温度。另一个因素是SR 的惯性。一些测量仪器给出不断高估或不断低估的读数,这可能是制造缺陷的结果,一些非线性的转变。测量仪器的这些特性在计量研究中显现出来。 结果,以数字或函数的形式建立加法或乘法校正,它可以通过图形、表格或公式进行设置。例如,如果由于制造缺陷,拉伸机初始位置的伸长率刻度上的指针不是设置为零,而是设置为 5 毫米,则所有结果将具有5毫米的系统误差,为此必须在计数。
Условия измерения – совокупность влияющих величин, описывающих состояние окружающей среды и средства измерений: температура окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и многое другое.
测量条件是一组影响值,用于描述环境和测量仪器的状态:环境温度、湿度、大气压、网络电压等等。
Рассмотрев факторы, влияющие на результаты измерений, можно сделать следующие выводы: при подготовке к измерениям они должны по возможности исключаться, в процессе измерения компенсироваться, а после измерения учитываться.
综合考虑了影响测量结果的因素,可以得出以下结论:在准备测量时,应尽可能排除,在测量过程中进行补偿,并在测量后予以考虑。
Учет указанных факторов предполагает исключение ошибок и внесение поправок к измеренным величинам.
考虑这些因素包括消除误差和对测量值进行校正。
Появление ошибок вызвано недостаточной надежностью системы, в которую входят оператор, объект измерения, СИ и окружающая среда. В данной системе могут происходить отказы аппаратуры, отвлечение внимания человека, описки в записях, сбои в аппаратуре, колебания напряжения в сети. При однократном измерении ошибка может быть выявлена при сопоставлении результата с априорным представлением о нем или путем логического анализа. Измерения повторяют для устранения причины
误差是由于系统缺乏可靠性造成的,包括操作员、测量对象、测量仪器和环境。 在这个系统中,可能会发生设备故障、人为注意力分散、记录中的拼写错误、设备故障、网络中的电压波动。通过 一次测量,可以通过将结果与先验表示进行比较或通过逻辑分析来识别误差。 重复测量以消除原因
ошибки.
错误。
При многократном измерении одной и той же величины ошибки проявляются в том, что результаты отдельных измерений заметно отличаются от остальных. Если отличие велико, ошибочный результат необходимо отбросить.
当重复测量相同的值时,误差表现为单个测量的结果与其他结果明显不同。如果差异很大,则必须丢弃错误的结果。
Качество измерений является главным фактором производства, базирующегося на быстропротекающих процессах, автоматических процессах, на большом числе измеряемых величин. Нередко причиной брака продукции становятся неверно назначенные СИ (в первую очередь по точности). Бывает и так, что СИ вовсе не назначаются там, где это необходимо, из-за их отсутствия. Как показывает анализ [50], если весь брак,
测量质量是生产的主要因素,基于高速过程、自动化过程、大量测量值。准确性)。由于没有 SI,在必要时根本没有规定SI。正如分析所示[50],如果整个婚姻,
причиной которого являются недостатки метрологической деятельности, принять за 100%, то брак продукции вследствие неправильно выбранных или совсем не назначенных СИ составит 48,5%; из-за неумелого применения СИ, отсутствия метрологических аттестованных методик измерения и низкой квалификации операторов — 46%; 5,5%; обусловливается неисправностью СИ.
原因是计量活动的缺点,要以 100% 为例,那么由于错误选择或根本没有分配 MI 而导致的产品缺陷将为 48.5%;由于 MI 的使用不当,缺乏计量认证的测量方法和操作员的低素质 – 46%;5.5%;由于MI 故障。
Методика выполнения измерений
测量方法
На обеспечение качества измерений направлено применение аттестованных методик выполнения измерений (МВИ). Ст. 9, 11 и 17 Федерального закона «Об обеспечении единства измерений» включают положения, относящиеся к МВИ. В 1997 г. начал действовать ГОСТ 8.563— 96 «ГСИ. Методики выполнения измерений».
使用认证测量程序 (MVI) 旨在确保测量质量。艺术。联邦法律“关于确保测量的一致性”的第 9、11和17 条包括与 MVI 相关的条款。1997 年,GOST 8.563-96 “GSI.测量技术”。
Методика выполнения измерений – совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной погрешностью. Как видно из определения, под МВИ понимают технологический процесс измерений. МВИ – это, как правило, документированная измерительная процедура. МВИ в зависимости от сложности и области применения излагают в следующих формах: отдельном документе (стандарте, рекомендации и т.п.); разделе стандарта: части технического документа (разделе ТУ, паспорта).
测量程序是一组操作和规则,其实施可确保收到具有已知误差的测量结果。从定义中可以看出,MVI 被理解为一种测量技术过程。MVI 通常是一个记录在案的测量程序。根据应用的复杂性和范围,MVI 以以下形式列出:单独的文件(标准、建议等); 标准部分:部分技术文件(技术规格部分,护照)。
Аттестация МВИ – процедура установления и подтверждения соответствия МВИ предъявляемым к ней метрологическим требованиям.
MVI 认证是建立和确认 MVI符合对其施加的计量要求的程序。
При разработке МВИ одним из основных исходных требований является требование к точности измерений. Эти требования должны устанавливать в виде пределов допускаемых значений характеристик абсолютной и относительной погрешности измерений.
在 MVI 的开发中,主要的初始要求之一是对测量精度的要求。这些要求应以测量的绝对和相对误差特性的允许值限制的形式建立。
Наиболее распространенным способом выражения требований к точности измерений являются границы допускаемого интервала, в котором с заданной вероятностью Р должна находиться погрешность измерении.
表示测量精度要求的最常见方法是给定概率P 下测量误差应为允许区间的极限。
Если граница симметрична, то перед их числовым значением ставятся знаки «±». Если заданное значение вероятности равно единице (Р=1), то в качестве требований к точности измерений используются пределы допускаемых значений погрешности измерений. При этом вероятность Р=1 не указывается.
如果边界是对称的,则它们的数值前面有 “±” 符号。如果指定的概率值等于 1 (P=1),则测量误差的允许值限值用作测量精度的要求。在这种情况下,不指示 P = 1 的概率。
Ответственным этапом является оценивание погрешности измерений путем анализа возможных источников и составляющих погрешности измерений методических составляющих (например, погрешности, возникающие при отборе и приготовлении проб, инструментальных составляющих (допустим, погрешности, вызываемые ограниченной разрешающей способностью СИ); погрешности, вносимые оператором (субъективные погрешности).Измерения физических величин
一个关键阶段是通过分析方法成分测量误差的可能来源和成分(例如,在样品选择和制备过程中出现的误差、仪器成分)来评估测量误差。(假设由于测量仪器的分辨率有限而导致的误差);操作员引入的错误 (主观错误)。物理量的测量
Измерение физической величины – это познавательный процесс, заключающийся в сравнении опытным путѐм измеряемой величины с некоторым еѐ значением, принятым за единицу. На практике процесс измерения представляет из себя совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
物理量的测量是一个认知过程,包括将测量值与通过实验作为单位的某个值进行比较。 在实践中,测量过程是使用存储物理值单位的技术设备的一组操作,确保找到比率(显式或隐含的视频) measured value及其单位,并获取该值的值。
В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая и не определена единица измерений этой величины) практикуется оценивание таких величин по условным шкалам.
在无法进行测量的情况下(一个量没有被挑选出来作为物理值,也没有确定该值的测量单位),习惯上根据常规刻度评估这些值。
Измерение является важнейшим понятием в метрологии. Это организованное действие человека, выполняемое для количественного познания свойств физического объекта с помощью определения опытным путем значения какой-либо физической величины.
测量是计量学中最重要的概念。这是一种有组织的人类行为,通过对物理量的价值进行经验确定,对物理对象的属性进行定量认知。
Измерение – это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
测量是在特殊技术手段的帮助下凭经验发现物理量的值。
Результат измерения выражается числом, показывающим отношение измеряемой физической величины к единице физической величины (единице измерения).
测量结果表示为一个数字,表示被测物理量与物理量单位(测量单位)的比率。
Значение физической величины – выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
物理量的值是物理量的大小以接受的一定数量的单位的形式表示。
Размер физической величины – количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.
物理量的大小是特定物质对象、系统、现象或过程中固有的物理量的定量确定性。
Истинное значение физической величины – это значение, идеально отражающее соответствующее свойство объекта, как в количественном, так и в качественном отношениях. Истинное значение физической величины идеальным образом отражает соответствующее свойство объекта. Практически получено быть не может
物理量的真实值是 理想地反映对象的相应属性的值,包括定量和定性。物理量的真实值理想地反映了对象的相应属性。
Действительное значение физической величины – это значение, найденное опытным путѐм и настолько приближенное к истинному, что для данной цели может быть принято вместо него. Действительное значение физической величины находится как результат измерения и приближается к истинному значению настолько, что для данной цели может применяться вместо него.
物理量的真实值是通过实验发现的值,并且非常接近真实值,以至于可以出于给定目的使用它来代替它。物理量的实际值是作为测量的结果找到的,并且非常接近真实值,以至于可以使用它来代替它用于给定目的。
Измеренное значение физической величины – это значение, полученное при измерении с применением конкретных методов и средств измерений.
物理量的测量值是使用特定方法和测量仪器进行测量时获得的值。
Свойства измерений:
尺寸属性:
а) точность – это свойство измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины;
a) 精度是测量的一个特性,反映了其结果与测量值的真实值的接近程度;
б) правильность – это свойство измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в их результатах.
b) 正确性是测量的一种特性,它反映了其结果中接近零的系统误差。
Результаты измерений правильны, когда они не искажены систематическими погрешностями;
当测量结果不因系统误差而失真时,它们是正确的;
в) сходимость – это свойство измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях одним и тем же средством измерения одним и тем же оператором.
c) 收敛是测量的一种特性,它反映了同一操作员在相同条件下由同一测量仪器进行的测量结果彼此之间的接近程度。
Сходимость – важное качество для методики измерений;
收敛是测量技术的一个重要品质;
г) воспроизводимость – это свойство измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений выполняемых в разных условиях, т.е. в разное время, в разных местах, разными методами и средствами измерений.
d) 再现性是测量的一种特性,它反映了在不同条件下进行的测量结果的接近程度,即在不同的时间、不同地点、通过不同的测量方法和手段进行的测量结果彼此接近。
Воспроизводимость – важное качество при испытаниях готовой продукции.
在测试成品时,可重复性是一项重要的质量。
Виды и методы измерений
测量类型和方法
Результатом процесса является значение физической величины Q = qU, где q - числовое значение физической величины в принятых единицах; U - единица физической величины. Значение физической величины Q, найденное при измерении, называют действительным.
该过程的结果是物理量 Q = qU 的值,其中 q 是物理量的数值(以接受的单位表示);U 是物理量的单位。在测量过程中找到的物理量 Q 的值称为实数。
Существует различные виды измерений. Классификацию видов измерения проводят, исходя из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.
有不同类型的测量。测量类型的分类是根据测量值对时间的依赖性、测量方程的类型、决定测量结果准确性的条件以及表示这些结果的方式进行的。
Измерения классифицируются по следующим признакам:
测量根据以下特征进行分类:
По характеристике точности:
根据精度特性:
А) Равноточные измерения – это ряд измерений какой-либо физической величины выполненных при одинаковых условиях (одно и тоже средство измерения, параметры среды, один и тот же оператор и т.д.)
一个)等效测量是在相同条件下(相同的测量仪器、环境参数、相同的操作员等)对物理量进行的一系列测量。
Б) Неравноточные измерения – это ряд измерений какой-либо физической величины выполненных либо разными по точности приборами, либо при разных условиях измерения.
乙)不等测量是由不同精度的设备或在不同测量条件下执行的一系列物理量测量。
По числу измерений
按维度数
А) Однократные измерения – это одно измерение одной величины, т. е. число измерений равно числу измеряемых величин (измерение, выполненное один раз).
A) 单次测量是对一个数量的一次测量,即测量次数等于测量值的数量(测量执行一次)。
Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трѐх однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.
这种测量方式的实际应用总是伴随着较大的误差,因此需要至少进行三次单次测量,并找到最终结果作为算术平均值。
Б) Многократные измерения – измерения одной и той же физической величины результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений.
B) 多次测量是对相同物理量的测量,其结果从多次连续测量中获得。
По изменению измеряемой величины во времени
通过测量值随时间的变化
А) Статические при которых измеряемая величина остается постоянной во времени. Например, измерения длины пожарного рукава.
一个)静态,其中测量值随时间保持不变。例如,测量消防水带的长度。
Б) Динамические при которых измеряемая величина изменяется во времени. Например, скорость распространения пламени, измерение давления и температуры при сжатии газа в цилиндре двигателя.
乙)动态e,测量值随时间变化。例如,火焰传播速度,发动机气缸内气体压缩过程中的压力和温度测量。
По метрологическому назначению
按计量目的
А) Технические – обычно используются в ходе контроля при изготовлении изделий.
一个)在产品制造的控制过程中 通常使用技术方法。
Б) Метрологические – предназначаются для воспроизведения единиц физических величин или для передачи их размера рабочим средством измерений.
B) 计量 – 用于复制物理量单位或通过工作测量仪器传输其尺寸。
По выражению результатов измерения
根据测量结果的表达式
А) Абсолютные – измеряемые в кг., м., Н и т.д. – измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.
一个)绝对 – 以 kg、m.、N 等为单位的测量 – 基于一个或多个基本量的直接测量和(或)使用物理常数值的测量。
Например, измерение силы F = mg основано на измерении основной величины – массы m и использовании физической постоянной g.
例如,力 F = mg 的测量 基于基本量 - 质量m的测量和物理常数 g 的使用。
Б) Относительные – измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Например, измерение активности радионуклида в источнике по отношению к активности радионуклида в однотипном источнике, аттестованном в качестве эталонной меры активности.
B) 相对 – 值与同名值的比率的测量,起单位的作用,或值相对于同名值的变化的测量,作为初始值。例如,测量来源中放射性核素的活度与相同类型来源中放射性核素的活度的关系,经认证为参考活动的衡量标准。
По способу получения числового значения физической величины
通过获取物理量数值的方法
А) Прямые – это измерения, при которых искомое значение физической величины получают непосредственно.
一个)直接测量是直接获得所需物理量值的测量。
Примерами прямых служат измерения длины тела линейкой, массы при помощи весов и др. Прямые измерения широко применяются в машиностроении, а также при контроле технологических процессов (измерение давления, температуры и др.).
直接测量广泛用于机械工程以及工艺过程的控制(压力、温度等的测量)。
Прямые
直接
Б) Косвенные – это измерения, при которых искомое значение физической величины получают путем вычисления на основании прямых измерений других физических величин.
乙)间接测量是通过在直接测量的基础上计算其他物理量来获得所需物理量值的测量。
Примеры косвенных измерений: определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения.
间接测量的示例:通过直接测量物体的几何尺寸来确定物体的体积,通过导体的电阻、长度和横截面积确定导体的电阻率。
Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Роль их особенно велика при измерении величин, недоступных непосредственному экспериментальному сравнению, например размеров астрономического или внутриатомного порядка.
间接测量通常用于无法或难以直接测量所需量的情况,或者直接测量得出的结果不太准确。在测量无法直接实验比较的量时,例如天文或原子内顺序的维度,它们的作用尤其重要。
Косвенные
间接
привести пример с измерением стола с помощью линейки и рулетки
举例说明用尺子和卷尺测量桌子
пример с определением высоты здания
确定建筑物高度的示例
Точно или нет?
是肯定还是不确定?
В) Совместные измерения – одновременное измерение двух или нескольких не одноименных ФВ для определения зависимости между ними. Примерами совместных измерений являются определение длины стержня в зависимости от его температуры или зависимости электрического сопротивления проводника от давления и температуры.
C)联合测量 - 同时测量两个或多个非相同 EF 以确定它们之间的关系。接头测量的示例包括确定杆的长度与其温度的函数关系或导体电阻对压力和温度的依赖性。
Г) Совокупные – это одновременное измерение нескольких одноименных физических величин, а искомое значение величин находят путем решения системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
D)聚集体是同时测量多个同名物理量,通过求解通过直接测量这些量的各种组合获得的方程组来找到所需的量值。
Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора (калибровка по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).
累积测量的一个例子是确定一组单个砝码的质量(通过其中一个的已知质量以及通过直接比较不同砝码组合的质量的结果进行校准)。
Метод измерений – это приѐм или совокупность приѐмов сравнения измеряемой физической величины с еѐ единицей в соответствие с реализованным принципом измерений.
测量方法是 根据所实施的测量原理将测量的物理量与其单位进行比较的一种方法或一组方法。
Методы измерений определяются видом измеряемых величин, их размерами, требуемой точностью результата, требуемой быстротой процесса измерения и прочими данными.
测量方法由测量值的类型、尺寸、所需的结果精度、所需的测量过程速度和其他数据决定。
Наибольшее распространение, на практике, получили прямые измерения из-за их простоты и скорости исполнения.
在实践中,直接测量是最常见的,因为它们的简单性和执行速度。
Прямые измерения можно производить следующим методами, которые можно разделить на две основных группы:
直接测量可以通过以下方法进行,这些方法可分为两大类:
Метод непосредственной оценки – значение величины определяют непосредственно по отсчѐтному устройству мерительного прибора (силу тока по амперметру, массы – по циферблатным весам и т.д.).
直接评估方法 – 该值的值由测量设备的计算设备直接确定(电流强度由电流表确定,质量由刻度表确定等)。
Метод сравнения с мерой – измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой мерой (измерение массы рычажными весами с уравновешиванием гирями).
与测量的比较方法 – 将测量值与测量所再现的值进行比较(使用带砝码的杠杆天平测量质量)。
А) Дифференциальный метод – метод сравнения с мерой, при котором на измерительный прибор действует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой (измерения, выполняемые при проверке мер длины сравнением с образцовой мерой на компараторе).
A) 差分法是一种与测量值进行比较的方法,其中测量设备受到测量值与测量值再现的已知值之间的差异的影响(通过与比较器上的参考测量值进行比较来检查长度测量值时进行的测量)。
Б) Нулевой метод – метод сравнения с мерой, когда результирующий эффект воздействия на прибор сравнения доводят до нуля (измерение электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием).
B) 归零法是一种与测量进行比较的方法,当对比较装置的冲击效果为零时(用完全平衡的电桥测量电阻)。
В) Метод совпадений – метод сравнения с мерой, при котором разность между измеряемой величиной и величиной воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадения отметок шкал прибора (измерение линейных размеров с помощью штангенциркуля).
C) 重合法是一种与测量进行比较的方法,其中测量值与再现测量值之间的差值是使用设备刻度的重合(用卡尺测量线性尺寸)来测量的。
Г) Метод замещения – метод сравнения с мерой, когда измеряемую величину замещают известной величиной воспроизводимой мерой (взвешивание с поочерѐдным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашу весов).
D) 替代法 – 一种与测量值进行比较的方法,当测量值被具有可重复测量值的已知值替换时(将 测量的质量和重量交替放置在同一秤上进行称重)。
Единство измерений. Единство измерений характеризует качество измерений.
测量的均匀性。测量的均匀性决定了测量的质量。
Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы.
测量的均匀性是测量的状态,其中其结果以俄罗斯联邦批准使用的测量单位表示,并且测量精度指标不超过既定限制。
Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах и в разное время, с использованием разных методов и средств измерений.
为了能够比较在不同地点和不同时间使用不同的方法和测量仪器进行的测量结果,测量的一致性是必要的。
Качество и точность измерений
测量质量和精度
Под качеством измерений понимают совокупность свойств, обусловливающих получение результатов этих измерений с требуемыми точностными характеристиками, в необходимом виде и установленные сроки. Качество измерений характеризуется, прежде всего, такими показателями, как точность (погрешность), правильность и достоверность.
测量质量被理解为一组属性,这些属性决定了在既定的时间范围内以所需的格式接收具有所需精度特征的这些测量结果。测量质量首先由精度(误差)、正确性和可靠性等指标来表征。
В практике использования измерений очень важным показателем становится их точность, которая представляет собой ту степень близости итогов измерения к некоторому действительному значению, которая используется для качественного сравнения измерительных операций. В качестве количественной оценки, как правило, используется погрешность измерений. Причем чем погрешность меньше, тем считается выше точность.
在使用测量的实践中,一个非常重要的指标是它们的准确性,即测量结果与某个 实际值,用于定性比较测量操作。通常,测量误差用作定量评估。此外,误差越小,精度越高。
Точность результата измерений – основная характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю погрешности этого результата.
测量结果的准确性是测量质量的主要特征,反映了该结果接近零的误差。
Точность – свойство измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
精度是测量的一个属性,它反映了其结果与测量值的真实值的接近程度。
Измерение можно считать законченным, если с наибольшей точностью найден не только результат измерения, но и проведена оценка его погрешности, т. е. качество результатов измерений принято характеризовать, указывая их точность или погрешности.
如果不仅找到具有最高准确性的测量结果,而且评估其误差,即测量结果的质量通常通过表明其准确性或误差来表征,则可以认为测量是完整的。
Погрешность измерений
测量误差
Согласно закону теории погрешностей, если необходимо повысить точность результата (при исключенной систематической погрешности) в 2 раза, то число измерений необходимо увеличить в 4 раза; если требуется увеличить точность в 3 раза, то число измерений увеличивают в 9 раз и т. д.
根据误差理论定律,如果有必要将结果的精度(排除的系统误差)提高 2倍,那么测量次数必须增加 4 倍;如果需要将精度提高3 倍,则测量次数增加9 倍,依此类推。D.
Процесс оценки погрешности измерений считается одним из важнейших мероприятий в вопросе обеспечения единства измерений. Естественно, что факторов, оказывающих влияние на точность измерения, существует огромное множество. Следовательно, любая классификация погрешностей измерения достаточно условна, поскольку нередко в зависимости от условий измерительного процесса погрешности могут проявляться в различных группах.
评估测量误差的过程被认为是确保测量均匀性的最重要措施之一。当然,影响测量精度的因素有很多。因此,任何测量误差的分类都是有条件的,因为通常根据测量过程的条件,误差可以表现为不同的组。
Погрешности измерений классифицируются по следующим признакам.
测量误差根据以下特性进行分类。
По способу математического выражения погрешности делятся на абсолютные погрешности и относительные погрешности.
根据数学表达式的方法,误差分为绝对误差和相对误差。
По взаимодействию изменений во времени и входной величины погрешности делятся на статические погрешности и динамические погрешности.
根据时间变化与输入值的交互作用,将误差分为静态误差和动态误差。
По характеру появления погрешности делятся на систематические погрешности, случайные погрешности, грубые погрешности (промахи).
根据误差发生的性质,分为系统误差、意外误差、粗略误差(失误)。
По характеру зависимости погрешности от влияющих величин погрешности делятся на основные и дополнительные.
根据误差对影响值的依赖性的性质,将误差分为基本误差和附加误差。
По характеру зависимости погрешности от входной величины погрешности делятся на аддитивные и мультипликативные.
根据误差对输入值的依赖性的性质,误差分为加法和乘法。
По источникам возникновения Методические, Инструментальные Субьективные
按发生来源 方法论、工具 主观
Абсолютная погрешность – это значение, вычисляемое как разность между значением величины, полученным в процессе измерений, и настоящим (действительным) значением данной величины.
绝对误差是计算过程中获得的值与该值 的当前(实际)值之间的差值的值。
Абсолютная погрешность вычисляется по следующей формуле:
绝对误差使用以下公式计算:
∆Q= Qn - Q0,
∆Q= Qn -Q0,
где ∆Q – абсолютная погрешность;
其中∆Q 是绝对误差;
Qn – значение некой величины, полученное в процессе измерения;
Qn 是在 测量过程中 得到的某个量的值 ;
Q0 – значение той же самой величины, принятое за базу сравнения (настоящее значение).
Q0 是 作为比较 基础的相同 值(实际值)。
истинное значение (32)
真谛 (32)
Рассмотрим пример: в школе учится 374 ученика. Если округлить это число до 400, то абсолютная погрешность измерения равна 400-374=26.
让我们考虑一个例子:374 名学生在学校学习。如果我们将这个数字四舍五入为 400,则绝对测量误差为 400-374 = 26。
Для подсчета абсолютной погрешности необходимо из большего числа вычитать меньшее.
要计算绝对误差,有必要从较大的数字中减去较小的数字。
Существует формула абсолютной погрешности. Обозначим точное число буквой А, а буквой а – приближение к точному числу. Приближенное число – это число, которое незначительно отличается от точного и обычно заменяет его в вычислениях. Тогда формула будет выглядеть следующим образом:
绝对误差有一个公式。让我们用字母 A 表示确切的数字,字母 a 是确切数字的近似值。近似数字是与确切数字略有不同的数字,通常在计算中替换它。然后公式将如下所示:
Δа=А-а. Как найти абсолютную погрешность по формуле, мы рассмотрели выше.
Δa = A-a. 我们已经讨论了如何使用上面的公式找到绝对误差。
На практике абсолютной погрешности недостаточно для точной оценки измерения. Редко когда можно точно знать значение измеряемой величины, чтобы рассчитать абсолютную погрешность. Измеряя книгу в 20 см длиной и допустив погрешность в 1 см, можно считать измерение с большой ошибкой. Но если погрешность в 1 см была допущена при измерении стены в 20 метров, это измерение можно считать максимально точным. Поэтому в практике более важное значение имеет определение относительной погрешности измерения.
在实践中,绝对误差不足以准确估计测量值。为了计算绝对误差,很少能够知道测量值的确切值。通过测量一本 20 厘米长的书并允许 1 厘米的误差,您可以认为测量误差很大。但是,如果在测量 1 米的墙壁时允许 20 厘米的误差,则可以认为这种测量尽可能准确。因此,在实践中,确定测量的相对误差更为重要。
Записывают абсолютную погрешность числа, используя знак ±. Например, длина рулона обоев составляет 30 м ± 3 см. Границу абсолютной погрешности называют предельной абсолютной погрешностью.
使用符号±记下数字的绝对误差。 例如,一卷墙纸的长度为 30 m ± 3 cm。
Относительная погрешность
相对误差
Относительной погрешностью называют отношение абсолютной погрешности числа к самому этому числу. Чтобы рассчитать относительную погрешность в примере с учениками, разделим 26 на 374.
相对误差是数字的绝对误差与数字本身的比率。要计算学生示例中的相对误差,请将 26 除以 374。
Получим число 0,0695, переведем в проценты и получим 7 %. Относительную погрешность обозначают процентами, потому что это безразмерная величина. Относительная погрешность – это точная оценка ошибки измерений. Если взять абсолютную погрешность в 1 см при измерении длины отрезков 10 см и 10 м, то относительные погрешности будут соответственно равны 10 % и 0,1 %. Для отрезка длиной в 10 см погрешность в 1 см очень велика, это ошибка в 10 %. А для десятиметрового отрезка 1 см не имеет значения, всего 0,1 %.
让我们得到数字 0.0695,将其转换为百分比,得到 7%。相对误差用百分比表示,因为它是无量纲值。相对误差是对测量误差的准确估计。如果我们在测量 10 cm 和 10 m 的节段长度时取 1 cm 的绝对误差,那么相对误差将分别等于 10% 和 0.1%。对于 10 厘米长的段,1 厘米的误差非常大,这是 10% 的误差。而对于十米的段,1 厘米无关紧要,只有 0.1%。
Различают систематические и случайные погрешности. Систематической называют ту погрешность, которая остается неизменной при повторных измерениях. Случайная погрешность возникает в результате воздействия на процесс измерения внешних факторов и может изменять свое значение.
系统误差和随机误差是有区别的。系统误差是在重复测量期间保持不变的误差。随机误差是由于外部因素对测量过程的影响而产生的,并且可以改变其值。
Правила подсчета погрешностей
计算误差的规则
Для номинальной оценки погрешностей существует несколько правил:
名义误差评估有几条规则:
при сложении и вычитании чисел необходимо складывать их абсолютные погрешности;
加减数时,需要将它们的绝对误差相加;
при делении и умножении чисел требуется сложить относительные погрешности;
在对数进行除法和乘法时,需要将相对误差相加;
при возведении в степень относительную погрешность умножают на показатель степени.
在幂运算中,相对误差乘以度数的指数。
Приближенные и точные числа записываются при помощи десятичных дробей. Берется только среднее значение, поскольку точное может быть бесконечно длинным. Чтобы понять, как записывать эти числа, необходимо узнать о верных и сомнительных цифрах.
近似数字和精确数字使用小数表示。仅取平均值,因为确切的值可以是无限长的。要了解如何写这些数字,您需要了解正确和可疑的数字。
Верными называются такие цифры, разряд которых превосходит абсолютную погрешность числа. Если же разряд цифры меньше абсолютной погрешности, она называется сомнительной. Например, для дроби 3,6714 с погрешностью 0,002 верными будут цифры 3,6,7, а сомнительными – 1 и 4. В записи приближенного числа оставляют только верные цифры. Дробь в этом случае будет выглядеть таким образом – 3,6
正确的数字是那些数字超过数字的绝对误差的数字。如果数字小于绝对误差,则称为可疑。 例如,对于误差为 0.002 的分数 3.6714,正确的数字是 3,6,7,可疑的数字是 1 和 4。
Подробнее: https://obrazovaka.ru/algebra/absolyutnaya-i-otnositelnaya-pogreshnost.html
阅读更多: https://obrazovaka.ru/algebra/absolyutnaya-i-otnositelnaya-pogreshnost.html
Относительная погрешность – это число, отражающее степень точности измерения.
相对误差是 反映测量准确性程度的数字。
Относительная погрешность вычисляется по следующей формуле:
相对误差使用以下公式计算:
где ∆Q – абсолютная погрешность;
其中∆Q 是绝对误差;
Q0 – настоящее (действительное) значение измеряемой величины. Относительная погрешность выражается в процентах.
Q0 是测量值的当前(实际)值。 相对误差以百分比表示。
Приведенная погрешность – это значение, вычисляемое как отношение значения абсолютной погрешности к нормирующему значению.
减少的误差是计算为绝对误差值与标准化值的比率的值。
Нормирующее значение определяется следующим образом:
规范化值按如下方式确定:
для средств измерений, для которых утверждено номинальное значение, это номинальное значение принимается за нормирующее значение;
对于批准了标称值的测量仪器,该标称值被视为标准化值;
для средств измерений, у которых нулевое значение располагается на краю шкалы измерения или вне шкалы, нормирующее значение принимается равным конечному значению из диапазона измерений. Исключением
对于零值位于测量刻度边缘或刻度外的测量仪器,假定标准化值等于测量范围的最终值。例外
являются средства измерений с существенно неравномерной шкалой измерения;
测量刻度明显不均匀的测量仪器;
для средств измерений, у которых нулевая отметка располагается внутри диапазона измерений, нормирующее значение принимается равным сумме конечных численных значений диапазона измерений;
对于零标记位于测量范围内的测量仪器,应假定归一化值等于测量范围的最终数值之和;
для средств измерения (измерительных приборов), у которых шкала неравномерна, нормирующее значение принимается равным целой длине шкалы измерения или длине той ее части, которая соответствует диапазону измерения. Абсолютная погрешность тогда выражается в единицах длины.
对于刻度不均匀的测量仪器(测量仪器),假定标准化值等于测量刻度的整个长度或对应于测量范围的部分的长度。然后,绝对误差以长度单位表示。
Статическая погрешность – это погрешность, которая возникает в процессе измерения постоянной (не изменяющейся во времени) величины.
静态误差是在测量常数(不随时间变化)值的过程中发生的误差。
Динамическая погрешность – это погрешность, численное значение которой вычисляется как разность между погрешностью, возникающей при измерении непостоянной (переменной во времени) величины, и статической погрешностью (погрешностью значения измеряемой величины в определенный момент времени).
动态误差 是一种误差,其数值计算为测量变量(时间变量)值时发生的误差与静态误差(测量值在某个时间点的误差)之间的差值。
Систематическая погрешность – это составная часть всей погрешности результата измерения, не изменяющаяся или изменяющаяся закономерно при многократных измерениях одной и той же величины. Обычно систематическую погрешность пытаются исключить возможными способами (например, применением методов измерения, снижающих вероятность ее возникновения), если же систематическую погрешность невозможно исключить, то ее просчитывают до начала измерений и в результат измерения вносятся соответствующие поправки. В процессе нормирования систематической погрешности определяются границы ее допустимых значений. Систематическая погрешность определяет
系统误差是 测量结果整个误差的组成部分,它不会随着同一值的多次测量而改变或定期变化。通常,如果出现 以下情况, 则尝试通过可能的方法(例如,使用降低系统误差发生概率的测量方法)来消除系统误差 不能排除系统误差,然后在 测量开始之前 对其进行计算,并对测量结果进行适当的修正。在对系统误差进行归一化的过程中,确定其允许值的极限。 系统误差决定
правильность измерений средств измерения (метрологическое свойство).
测量仪器测量的正确性(计量特性)。
Систематические погрешности в ряде случаев можно определить экспериментальным путем. Результат измерений тогда можно уточнить посредством введения поправки. Способы исключения систематических погрешностей делятся на четыре вида:
在某些情况下,系统误差可以通过实验确定。然后可以通过引入校正来指定测量结果。消除系统误差的方法分为四种类型:
ликвидация причин и источников погрешностей до начала проведения измерений;
在测量开始之前消除误差的原因和来源;
устранение погрешностей в процессе уже начатого измерения способами замещения, компенсации погрешностей по знаку, противопоставлениям, симметричных наблюдений;
通过替代 方法消除已经开始测量过程中的误差,补偿符号误差,对比,对称观察;
корректировка результатов измерения посредством внесения поправки (устранение погрешности путем вычислений);
通过进行校正来校正测量结果(通过计算消除误差);
определение пределов систематической погрешности в случае, если ее нельзя устранить.
在无法消除系统误差的情况下确定系统误差的极限。
Ликвидация причин и источников погрешностей до начала проведения измерений. Данный способ является самым оптимальным вариантом, так как его использование упрощает дальнейший ход измерений (нет необходимости
在测量开始之前消除误差的原因和来源。这种方法是最好的选择,因为它的使用简化了进一步的测量过程(不需要