В. М. Чинков
ОСНОВИ МЕТРОЛОГІЇ ТА ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ
Чинков В. М. Основи метрології та вимірювальної техніки: Навч, посібн. - 2-ге вид., перероб. і доп. - Харків: НТУ
«ХПІ», 2005. - 524с.
Викладені
основні терміни та визначення метрології, класифікація вимірювань, засобів
вимірювальної техніки і похибок вимірювань, теорія похибок вимірювань,
метрологічні та експлуатаційні характеристики засобів вимірювальної техніки та їх.
нормування, методи обробки результатів вимірювань, організація метрологічної
служби в Україні, основи теорії та принципи побудови аналогових і цифрових
вимірювальних приладів.
Для
студентів, що вивчають дисципліни метрологічного профілю за різними
спеціальностями. Навчальний посібник може бути також корисний аспірантам і спеціалістам,
які займаються створенням та експлуатацією вимірювальної техніки, метрологічним
забезпеченням у різноманітних сферах людської діяльності.
ЗМІСТ
Перелік основних скорочень
Передмова
Вступ
В.1. Історична довідка про розвиток метрології та вимірювальної
техніки
В.2. Про розвиток метрології в Україні
В.3.
Про роль вимірювань і навчальної дисципліни "Основи метрології та
вимірювальної техніки"
Глава 1. Загальні відомості про вимірювання та засоби
вимірювальної техніки
1.1. Метрологічне забезпечення, об'єкт вимірювання,
вимірювання, метрологія:
визначення і взаємозв'язок
.1.1. Метрологічне забезпечення
.1.2. Об'єкт вимірювання і фізичні величини
.1.3. Вимірювання, основне рівняння вимірювань
.1.4. Метрологія, єдність вимірювань
.1.5. Шкали вимірювань
1.2. Системи фізичних величин і одиниць вимірювання
1.2.1. Системи фізичних величин
1.2.2. Системи одиниць вимірювань
1.2.3. Визначення одиниць вимірювань
1.3. Процес вимірювання
1.3.1. Визначення, основні елементи і підготовка процесу вимірювання
1.3.2. Про вибір фізичної моделі об'єкта вимірювання
1.3.3. Вимірювальні сигнали
1.3.4. Процедура вимірювання та вимірювальні операції
1.4. Засоби вимірювальної техніки
1.4.1. Визначення і різновиди засобів вимірювальної техніки
1.4.2. Різновиди засобів вимірювальної техніки за функціональним
призначенням
1.4.3. Різновиди засобів вимірювальної техніки за метрологічним
призначенням
1.4.4. Класифікація вимірювальних приладів
1.5. Різновиди вимірювань
1.6. Різновиди методів прямих вимірювань
1.7. Вимірювання і контроль
Контрольні запитання та завдання
Глава 2. Основи теорії похибок вимірювань
2.1. Похибки вимірювань
2.1.1. Різновиди похибок вимірювань за джерелом виникнення
2.1.2. Різновиди похибок вимірювань за закономірністю їх
змінювання
2.1.3. Форми (способи) відображення кількісних характеристик
похибок
вимірювань
2.2. Показники якості вимірювань. Невизначеність вимірювань
2.3. Поняття й області використання ймовірнісних та
статистичних характеристик
похибок вимірювань
2.4. Імовірнісні характеристики похибок і результатів
вимірювань
2.4.1. Закони розподілу похибок і результатів вимірювань
2.4.2. Точкові ймовірнісні оцінки випадкових похибок вимірювань
2.4.3. Інтервальні ймовірнісні
оцінки випадкових похибок вимірювань
2.5. Статистичні оцінки характеристик вимірювань
2.6. Перевірка гіпотези про вид функції щільності розподілу
результатів
вимірювань
2.6.1. Критерій х2 (хі-квадрат)
2.6.2. Складений критерій
2.7. Виявлення грубих результатів вимірювань
2.8. Методи виявлення і вилучення систематичних похибок
з результатів вимірювань
2.8.1. Методи виявлення систематичних похибок вимірювань
2.8.2. Методи вилучення систематичних похибок з результатів
вимірювань
2.9. Принципи описання та оцінювання похибок вимірювань
2.10. Методи підсумовування похибок вимірювань
2.10.1. Постановка задачі підсумовування похибок вимірювань
2.10.2. Визначення сумарної систематичної похибки вимірювань
2.10.3. Визначення сумарної випадкової похибки вимірювань
2.10.4. Визначення повної похибки прямих багаторазових вимірювань
2.11. Критерії нехтовної малості
складових похибки вимірювань
2.12. Нормування характеристик похибок вимірювань
2.13. Форми подання результатів вимірювань
Контрольні запитання та завдання
Глава 3. Метрологічні й єксплуатаційні характеристики засобів вимірювальної
техніки
3.1. Визначення, суть, мета і задачі нормування метрологічних
характеристик
засобів вимірювальної техніки
3.2. Нормовні метрологічні
характеристики засобів вимірювальної техніки,
призначені для визначення результату вимірювання
3.3. Визначення і різновиди похибок засобів вимірювальної
техніки
3.3.1. Класифікаційні ознаки похибок засобів вимірювальної
техніки
3.3.2. Форми (способи) відображення кількісних характеристик
похибок
засобів вимірювальної техніки
3.3.3. Систематичні і випадкові похибки засобів вимірювальної
техніки
3.3.4. Статичні і динамічні похибки засобів вимірювальної
техніки
3.3.5. Основна і додаткові похибки засобів вимірювальної техніки
3.3.6. Адитивна і мультиплікативна складові статичної похибки засобів
вимірювальної техніки
3.3.7. Похибка взаємодії
3.4. Вибір комплексу нормованих складових інструментальної
похибки
вимірювань
3.5. Методи нормування складових інструментальної похибки
вимірювань
3.5.1. Нормування основної похибки засобів вимірювальної техніки
3.5.2. Нормування додаткових похибок засобів вимірювальної
техніки
3.5.3. Нормування динамічної похибки засобів вимірювальної
техніки
3.5.4. Нормування похибки взаємодії
3.5.5. Нормування неінформативних параметрів вихідних сигналів
засобів
вимірювальної техніки
3.6. Класи точності засобів вимірювальної техніки
3.7. Експлуатаційні характеристики засобів вимірювальної
техніки
Контрольні запитання та завдання
Глава 4. Методи оцінки
результатів вимірювань
4.1. Оцінка результату і похибки прямих вимірювань
4.1.1. Оцінка похибки прямих одноразових вимірювань
4 1 .2. Оцінка результату і похибки прямих багаторазових
вимірювань
4.2. Обробка результатів декількох серій спостережень
4.2.1. Задача об'єднання результатів декількох серій
спостережень
4.2.2. Критерії однорідності результатів серій спостережень
4.2.3. Критерії рівноточності
результатів серій спостережень
4.2.4. Методика обробки результатів однорідних рівноточних
серій спостережень
4.2.5. Методика обробки результатів однорідних нерівноточних серій
спостережень
4.3. Оцінка результату і похибки опосередкованих вимірювань
4.3.1. Опосередковані вимірювання при лінійній залежності
4.3.2. Опосередковані вимірювання при нелінійній залежності
4.3.3. Систематична похибка опосередкованих вимірювань при
нелінійній
залежності
4.3.4. Результат і похибка опосередкованих вимірювань
4.4. Оцінка результатів і похибок сумісних та сукупних
вимірювань
Контрольні запитання та завдання
Глава 5. Метрологічна діяльність в Україні
5.1. Державна метрологічна система. Метрологічна служба
України
5.2. Метрологічний контроль і нагляд
5.2.1. Державний метрологічний контроль і нагляд
5.2.2. Метрологічний контроль і нагляд, шо
здійснюють метрологічні служби
центральних органів виконавчої влади, підприємств і організацій
5.3. Державні випробування засобів вимірювальної техніки
5.4. Державна метрологічна атестація, повірка та калібрування
засобів
вимірювальної техніки
5.4.1. Державна метрологічна атестація засобів вимірювальної
техніки
5.4.2. Повірка засобів вимірювальної техніки
5.4.3. Калібрування засобів вимірювальної техніки
5.5. Акредитація на право здійснення різних видів
метрологічної діяльності
5.6. Законодавчі вимоги до застосування засобів вимірювальної
техніки,
вимірювань і результатів вимірювань
5.7. Метрологічні ланцюги
5.8. Мета, завдання і зміст метрологічного забезпечення
технічних об'єктів
5.9. Розробка і метрологічна атестація методик виконання
вимірювань
Контрольні запитання та завдання
Глава 6. Аналогові засоби
вимірювальної техніки
6.1. Загальні відомості про аналогові засоби вимірювальної
техніки
6.2. Масштабні вимірювальні перетворювачі
6.3. Електромеханічні вимірювальні прилади
6.3.1. Магнітоелектричні прилади
6.3.1.1. Магнітоелектричні механізми
6.3.1.2. Магнітоелектричні амперметри та вольтметри
6.3.1.3. Магнітоелектричні гальванометри
6.3.4. Електромагнітні прилади
6.3.5. Електродинамічні прилади
6.3.6. Феродинамічні прилади
6.3.7. Електростатичні прилади
6.4. Логометричні вимірювальні механізми
6.5. Магнітоелектричні вимірювальні прилади з перетворювачами
6.6. Потенціометри постійного струму
6.7. Фотогальванометричні
компенсаційні вимірювальні прилади
6.8. Потенціометри змінного струму
6.9. Термоелектричні компаратори
6.10. Електронні вольтметри
6.10.1. Електронні вольтметри постійної напруги
6.10.2. Електронні вольтметри змінної напруги
6.10.3. Селективні вольтметри
6.10.4. Імпульсні вольтметри
6.11. Методи та засоби вимірювань зосереджених параметрів
електричних кіл
6.11.1. Вимірювання активного опору методом безпосередньої оцінки
6.11.2. Вимірювання активного опору методом порівняння
6.11.3. Мости змінного струму
6.11.4. Вимірювачі добротності
6.11.5. Вимірювачі опору заземлення
6.12. Електронні аналогові осцилографи
6.12.1. Електронно-променеві осцилографи реального часу
6.12.2. Швидкісні, стробоскопічні та запам'ятовуючі осцилографи
6.13. Аналізатори спектра
6.14. Вимірювачі нелінійних викривлень
6.15. Вимірювальні генератори
6.16. Методи і засоби вимірювань електричної потужності
6.17. Вимірювання електричної енергії
6.18. Вимірювання частоти електричних коливань
6.19. Вимірювання зсуву фаз
Контрольні запитання та завдання
Глава 7. Цифрові вимірювальні прилади
7.1. Загальні відомості про цифрові вимірювальні прилади
7.1.1. Особливості цифрових вимірювальних приладів
7.1.2. Операції аналого-цифрового перетворення
7.1.3. Основні структурні компоненти і технічні характеристики
цифрових
вимірювальних приладів
7.2. Класифікація цифрових вимірювальних приладів
7.3. Цифрові вимірювачі інтервалів часу
7.4. Цифрові частотоміри
7.5. Цифрові фазометри
7.5.1. Цифрові час-імпульсні фазометри
7.5.2. Цифрові фазометри з проміжним перетворенням фазового
зсуву
в постійну напругу
7.5.3. Цифрові компенсаційні фазометри
7.6. Цифрові вольтметри
7.6.1. Цифрові вольтметри постійної напруги
7.6.1.1. Цифрові вольтметри постійної напруги з час-імпульсним
перетворенням
7.6.1.2. Цифрові вольтметри постійної напруги з частотним
перетворенням
7.6.1.3. Цифрові вольтметри постійної напруги з кодоімпульсним
перетворенням
7.6.2. Цифрові вольтметри змінної напруги. Універсальні цифрові
вольтметри
7.6.3. Цифрові імпульсні вольтметри
7.7. Цифрові вимірювачі зосереджених параметрів електричних
кіл
7.7.1. Прямі методи вимірювань зосереджених параметрів
електричних кіл
7.7.2. Цифрові мости
7.8. Цифрові аналізатори частотних характеристик технічних
об'єктів
7.9. Цифрові вимірювачі нелінійних викривлень
7.10. Цифрові вимірювачі модуляції
7.11. Цифрові аналізатори спектра випадкових сигналів
7.12. Цифрові осцилографи
7.13. Цифрові генератори
7.13.1. Цифрові генератори синусоїдних сигналів
7.13.2. Цифрові генератори імпульсів
7.14. Основні тенденції розвитку цифрової вимірювальної техніки
7.15. Узагальнена математична модель цифрової обробки сигналів
у вимірювальній техніці
7.16. Методичні основи оцінки похибок цифрової обробки сигналів
у вимірювальній техніці
контрольні запитання та завдання
Додатки
Додаток 1. Похідні одиниці вимірювань SI
Додаток 2. Позасистемні одиниці вимірювань, що допускаються
до використання поряд з одиницями SI
Додаток 3. Множники і префікси для утворення десяткових
кратних і часткових одиниць фізичних
величин
Додаток 4. Правила написання позначень і найменувань одиниць
вимірювань
Додаток 5. Фундаментальні фізичні сталі
Додаток 6. Інтегральна функція нормованого нормального
розподілу (або таблиця інтегралу
ймовірностей)
Додаток 7. Диференціальна функція (або функція щільності
ймовірностей)
нормованого нормального розподілу
Додаток 8. Розподіл Стьюдента для
визначення параметра (коефіцієнта) tp
Додаток 9. Інтегральна функція Х2 - розподілу Пірсона
(значення Х2 для
різних значень ks і Р)
Додаток 10. Значення а-процентних точок розподілу
показника (статистики) d
Додаток 11. Значення m і Р, що відповідають
різним значенням n і а
(або значення Р для обчислення Zp/2)
Додаток 12. Значення параметра tх для різних
значень величин n і а (або Р)
Додаток 13. Засоби вимірювань електронні
(найменування і позначення згідно з ГОСТ 15094-86)
Література