Предмет и основные задачи метрологии

06.04.2025 | Категория: Учебные материалы

4.1. Предмет и основные задачи метрологии

Метрология – это наука об измерениях. В настоящее время метрология является учебной дисциплиной инженерных специальностей. На младших курсах необходимо знать основные понятия метрологии. Они изложены в многочисленных источниках, например . Метрология рассматривает следующие задачи:

Создания методов и средств измерений.
Разработки системы средств, методов и нормативной базы обеспечения единства измерений.
Разработки методов и средств достижения требуемой точности измерений.

Метрология находится на стыке фундаментальных и прикладных наук: физики, математики – теории вероятностей и математической статистики, технической механики, теплофизики, электротехники и др.

Рассмотрим подробнее содержание обозначенных выше задач метрологии:

Задачи создания средств и методов измерений занимают значительное место в метрологии. Конструкции измерительных средств базируются на разработанных методах измерений; в свою очередь, методы измерений создаются или корректируются, как правило, с учетом возможностей создаваемых измерительных средств. Усовершенствованные методы измерения появляются, в частности, благодаря использованию для целей метрологии новых физических эффектов. Методы измерений и конструкции измерительных средств непрерывно развиваются на основе широкого внедрения в метрологию достижений микроэлектроники, вычислительной техники, фундаментальных наук и технологий.
Задачи разработки системы методов, средств и нормативной базы обеспечения единства измерений состоят в создании, поддержании работоспособности и совершенствовании общегосударственной системной структуры, включающей, в частности:
1. систему эталонов физических величин и эталонных измерительных средств различных уровней;
2. систему методик и технику поверки измерительных средств различных уровней;
3. систему обеспечения внедрения и поддержания условий использования в измерительной практике Международной системы единиц физических величин (СИ);
4. систему испытания и экспертизы средств измерений, систему обеспечения служб времени, стандартных справочных данных и стандартных образцов.
Задачи разработки методов и средств обеспечения требуемой точности измерений, включают в том числе:
1. методы определения характеристик точности измерительных средств;
2. методы нормирования метрологических характеристик измерительных средств;
3. методы и средства (алгоритмы) обработки результатов измерений и повышения точности измерений.

Метрология подразделяется на теоретическую, прикладную и законодательную составляющие.

Теоретическая метрология занимается вопросами фундаментальных исследований, принципиальными задачами создания и совершенствования системы единиц измерений, разработки новых методов и средств измерений.

Прикладная метрология рассматривает вопросы практического применения результатов теоретических исследований по метрологии для решения измерительных задач.

Законодательная метрология реализует задачи выработки, с помощью уполномоченных метрологических ведомств различного уровня, нормативной документации, системы правил, норм и т. д., которым придается сила правовых положений. Исполнение выработанных положений, правил и норм метрологии находится под контролем государства.

4.2. Физические величины и их измерения, международная система единиц, классификация измерений

Физические величины характеризуют свойства объектов различной природы. При этом под физической величиной подразумевается свойства общие в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении являющиеся индивидуальными. Основным свойством физической величины является размер. Измерение – это определение физической величины в процессе опытов при использовании специальных технических средств.

Для установления количественных характеристик свойств объектов, отображаемых физическими величинами, вводятся единицы физических величин и размеры физических величин. Единицей физической величины называют физическую величину, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице. Размер физической величины выражается в виде некоторого числа единиц данной величины. Между размерами физических величин существуют определенные отношения.

Единицы физических величин устанавливаются по согласованию и утверждаются на международных конференциях по мерам и весам. В настоящее время наиболее распространена Международная система физических единиц (СИ). Она принята в 1960 г. на Генеральной международной конференции по мерам и весам взамен действовавших одновременно нескольких систем единиц физических величин и большого количества внесистемных единиц. Введение этой системы единиц позволило устранить неудобства, связанные со сложностью записи формул и проведения пересчетов от одной системы единиц к другой.

В настоящее время в РФ находится в действии единый государственный стандарт – ГОСТ 8.417-81 «ГСИ. Единицы физических величин». Он основан на Международной системе физических единиц. Единицы системы СИ подразделяются на основные и производные.

Основные единицы СИ выбраны таким образом, чтобы на их основе были охвачены все области науки и техники и создана база образования производных единиц, которые уже получили распространение. Основные единицы СИ воспроизводятся с помощью эталонов. Описание этих эталонов можно найти в любых учебниках физики в соответствующих разделах. Например, основные единицы – единица длины, единица времени, единица массы – описываются в механике, единица температуры Кельвин – в термодинамике и т.д.

Производные единицы СИ образуются из основных единиц с использованием установленных связей между физическими величинами или их определениями. При образовании производных единиц СИ, как правило, полученные единицы имеют наименования, состоящие из наименований соответствующих основных единиц. Так, единица удельной теплоемкости вещества устанавливается из определения , где – теплоемкость тела, - масса этого тела; единицей удельной теплоемкости является джоуль на килограмм-кельвин [Дж/(кг∙К)], равный удельной теплоемкости вещества, имеющего при массе 1 кг теплоемкость 1 Дж/К.

4.3. Эталоны физических величин, поверка измерительных средств

Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерений одной и той же физической величины. Единство измерений достигается путем точного хранения и воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров применяемым измерительным средством. Размеры единиц физических величин воспроизводятся, хранятся и передаются с помощью эталонов и образцовых измерительных средств.

Эталон представляет собой некоторое измерительное средство (комплекс измерительных средств), утвержденное в установленном порядке, обеспечивающее воспроизведение и хранение единицы физической величины с целью передачи размера единицы к образцовым измерительным средствам, а от них - к рабочим измерительным средствам.

Первичные эталоны обеспечивают воспроизведение единицы физической величины с наивысшей в стране точностью; первичные эталоны воспроизводят единицу в соответствии с ее определением. Первичный эталон, официально утвержденный в качестве исходного эталона для страны, называется Государственным эталоном. Существуют эталоны для воспроизведения как основных, так и производных единиц.

Вторичные эталоны имеют большое распространение в метрологической практике; их значения устанавливаются по первичным эталонам. Они создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для организации поверочных работ.

Например, эталон единицы температуры определен как 1/273,16 часть температуры тройной точки воды. Реализация эталона температуры выполняется на основе систем конструкций, в частности, включающих сосуды Дьюара, воспроизводящих фазовые переходы рабочих веществ – воды, водорода, неона, цинка, золота, которые входят в состав материала сосуда Дьюара. Определенные температурные точки, принимаются в качестве реперных, связываются с температурами фазовых переходов рабочих веществ - тройной точкой воды, точкой кипения и т. д. При реализации этих точек определенным образом учитываются погрешности поддержания требуемых давлений. Информационные сигналы температуры снимаются термометрами, образованными термопарами с платиновыми или платинородиевыми электродами.

Поверка средств измерений – это регламентированная техническая процедура определения уполномоченным метрологическим органом значений фактических погрешностей средств измерений и установления пригодности средств измерений к использованию. Если поверяемые средства измерений применяются с учетом погрешности к показаниям, то результатом поверки является установление численного значения погрешности; в том случае, если измерительное средство используется без учета погрешностей, то результат поверки состоит в установлении факта превышения или непревышения значения погрешностей предельного значения. Средства измерений допускаются к использованию только при положительных результатах поверки. Методики, организация и порядок процедур поверки измерительных средств устанавливаются специальными ГОСТами

В метрологии выделяют следующие виды процедур поверки измерительных средств:

1. первичные поверки проводятся при выпуске средств измерений из производства или ремонта;

2. периодические поверки проводятся при эксплуатации через задаваемые интервалы времени. Они обеспечивают поддержание измерительных средств в исправном состоянии;

3. внеочередные поверки проводятся в специальных случаях, например, для выполнения ответственных измерений, после значительного перерыва в измерениях и т. д.

Регламентированная система поверок реализуется на основе установленных процедур, в которых происходит передача размеров единиц физических величин во всех звеньях метрологической цепи: от эталона – к образцовым мерам, от образцовых мер – к рабочим мерам, от рабочих мер – к измерительным приборам.

Поверочные схемы являются основой реализации поверок. Поверочные схемы представляют собой специальные нормативно-технические документы, устанавливающие метрологическое соподчинение эталонов, образцовых средств измерений и порядок передачи размера единицы образцовым и рабочим средствам измерений. В поверочных документах указывается наименование средств измерений, диапазоны значений измеряемых физических величин, значения погрешностей, наименования методов поверки, отражающих специфику поверки рассматриваемого измерительного средства. Государственные поверочные схемы разрабатываются метрологическими институтами и утверждаются Госстандартом РФ; локальные – утверждаются руководителями предприятий по согласованию с органами государственной метрологической службы.

Государственные поверочные схемы служат основанием для составления локальных поверочных схем, для разработки государственных стандартов и выработки методических указаний на методы и средства поверки образцовых и рабочих измерительных средств.

4.4. Задачи и структура метрологических органов Госстандарта РФ

Межведомственная координация и функциональное регулирование в области метрологии в масштабах страны осуществляется Государственным комитетом РФ по стандартизации и метрологии. Он является органом исполнительной власти. В своей деятельности Госстандарт РФ руководствуется федеральными законами, указами и распоряжениями президента, постановлениями правительства. Госстандарт РФ осуществляет свою деятельность с помощью находящихся в его ведении центров метрологии, руководит Государственной метрологической службой, Государственной службой времени и частоты, Государственной службой стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, Государственной службой стандартных справочных данных.

Основными задачами Госстандарта РФ являются:

реализация государственной политики в сфере метрологии, установление и использование стандартов, эталонов и единиц величин;
формирование федеральных информационных ресурсов и инфраструктуры метрологии;
обеспечение функционирования системы единства измерений;
организация и проведение государственного метрологического контроля и надзора.

В целях решения метрологических задач Госстандарт РФ реализует следующие основные функции, перечень которых позволяет составить представление о направлениях его деятельности:

разрабатывает с участием заинтересованных органов предложения по приоритетным направлениям работ в области метрологии, их научному, правовому, организационно-техническому, методическому и информационному обеспечению;
разрабатывает и вносит в Правительство РФ проекты нормативных актов по вопросам метрологии;
организует выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в закрепленных областях деятельности;
устанавливает правила создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц физических величин;
утверждает государственные эталоны единиц физических величин и обеспечивает их хранение, развивает эталонную базу;
вносит предложения в Правительство РФ по утверждению единиц величин, допускаемым к применению на территории страны;
утверждает перечни групп измерительных средств, подлежащих поверке, принимает решение об отнесении технических устройств к измерительным средствам, устанавливает правила представления измерительных средств на поверку и испытания, а также интервалы между поверками, проводит поверки и испытания;
утверждает типы измерительных средств, ведет Государственный реестр измерительных средств, осуществляет публикацию официальной информации об утверждении типов измерительных средств;
устанавливает правила выполнения поверочных работ, аккредитацию метрологических служб юридических лиц на право выполнения этих работ и выдачи сертификатов утверждения измерительных средств;
обеспечивает деятельность Государственной метрологической службы, Государственной службы времени и частоты, Государственной службой стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, Государственной службой стандартных справочных данных.
создает в уставленном порядке территориальные органы метрологической службы для осуществления своих полномочий и обеспечивает управление ими.

Сеть государственных метрологических органов, занимающихся обеспечением единства и достоверности измерений, решением научно-технических проблем метрологии и осуществлением выполнения необходимых законодательных и контрольных функций, составляет систему Государственной метрологической службы. Государственная метрологическая служба включает в себя центральные и территориальные органы. К центральным органам относится система институтов и лабораторий государственного надзора. Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС) является центром государственной метрологической службы, осуществляющим общее научно-методическое руководство решения метрологических вопросов в масштабах государства.

В структуру государственной метрологической службы входит Государственная система обеспечения единства измерений. Она реализует разработку, утверждение выпуск нормативной документации, регламентирующей утверждение единиц физических величин, воспроизведение физических величин с помощью эталонов, передачу размеров физических величин рабочим измерительным средствам с необходимой точностью, установление норм на метрологические характеристики средств измерений, проведение государственных испытаний средств измерений, их поверки, проведение стандартизации и аттестации методик измерений. Основными нормативно-техническими документами Государственной системы обеспечения единства измерений являются государственные стандарты.

Территориальные органы метрологической службы входят в систему Госстандарта РФ и выполняют следующие задачи:

государственные испытания, поверку и аттестацию вновь создаваемых измерительных средств;
государственный надзор за состоянием и применением измерительных средств в ведомственных метрологических службах;
проведение периодических государственных поверок измерительных средств;
управление деятельностью ведомственных метрологических служб.

Ведомственные метрологические службы действуют под руководством территориальных органов Государственной метрологической службы и обеспечивают метрологический надзор, единство и достоверность измерений на предприятиях различных отраслей. Как правило, крупные предприятия имеют службы главного метролога и метрологические лаборатории или подразделения службы контрольно-измерительных приборов, которые в своей деятельности руководствуются требованиями Госстандарта РФ. Основные задачи ведомственных метрологических служб:

обеспечение соблюдения ведомственными предприятиями установленных правил метрологии и планомерного внедрения современных методов и измерительных средств;
проведение учета, хранения, ремонта и надлежащего использования рабочих и образцовых измерительных средств;
проведение государственных и ведомственных поверок измерительных средств;
проведение аттестации и периодических поверок нестандартизованных измерительных средств.

4.5. Измерения. Виды измерений

Изучение физических явлений начинается с наблюдений. В результате наблюдений определяются свойства физических явлений. У явлений одной и той же природы (механические, тепловые, электромагнитные и т.д.) свойства проявляются так, что человек, изучающий эти явления с помощью своих органов чувств, может их сравнивать. Поэтому для описания свойств явлений используются процедуры сравнения. Результаты сравнения могут быть выражены различными способами, например, описанием своих ощущений. Так появляются качественные характеристики изучаемых явлений. Например, наблюдая различные механические движения, человек говорит, что одно тело движется быстрее, чем другое. Описание результатов ощущений не является объективным, поэтому результаты таких сравнений свойств лучше всего выразить количественно, числом. Для количественного описания свойств люди изобрели процедуру измерения, которая позволяет представить результат сравнения числом. Таким образом, в результате измерения свойств появляются соответствующие этим свойствам величины.

Физические величины, встречающиеся в эксперименте, относят к следующим основным типам.

Случайная величина. Такая физическая величина связана со случайными процессами, поэтому результат отдельного измерения не может быть однозначно предсказан заранее. Вместе с тем проведение достаточно большого количества измерений случайной величины позволяет установить, что результаты измерений отвечают определенным статистическим закономерностям. Их выявление, изучение и учет составляют неотъемлемую часть любого эксперимента. В качестве случайных величин можно рассматривать, например, скорость молекулы газа в фиксированный момент времени, отклонение значения амплитуды сетевого напряжения от номинальной величины.

Постоянная величина. К таким величинам должны быть отнесены физические постоянные, например, скорость света в вакууме, заряд электрона, постоянная Больцмана и т.п. Можно считать постоянными величинами также некоторые характеристики конкретного объекта, находящегося при фиксированных условиях. Этот тип физических величин чаще всего встречается в экспериментах, например, при определении длины образца, его массы, теплоемкости и т.п. Однако многократные измерения постоянной величины могут дать неодинаковые результаты. Дело в том, что результаты измерений подвержены неконтролируемым, а значит, неучтенным, влияниям многочисленных воздействий внешней среды, включая неконтролируемые процессы в исследуемых объектах и используемых измерительных приборах. Вследствие этого постоянная величина зачастую проявляет себя как случайная величина, а результаты ее измерений отражают случайную природу воздействий и отвечают определенным статистическим закономерностям. Именно поэтому для обработки результатов измерения постоянной величины естественно использовать методы, характерные для обработки результатов измерения случайной величины.

Изменяющаяся (переменная) величина. Такая величина закономерно меняется с течением времени вследствие процессов, проходящих в исследуемом объекте. Примерами могут служить: скорость затухание амплитуды колебаний свободного маятника и т.п. Измерения, проводимые в различные моменты времени, фиксируют величину в новых условиях. Набор результатов однократных измерений представляет собой результаты принципиально неповторимых измерений, так как время нельзя повернуть вспять, а измерение в целом не может расцениваться как многократное.

Нестабильная величина. Такая величина изменяется с течением времени, но закономерности этого изменения не известны. Измерения такой величины дают набор данных, не несущих сколько-нибудь полезных сведений. Вместе с тем нестабильная величина может быть переведена в разряд изменяющихся величин, если экспериментально или теоретически установлена закономерность в зависимости ее от времени.

Измерением называется сравнение некоторой величины с однородной величиной, условно принятой за единицу, выраженное числом. Из этого определения следует, что измерить некоторую величину означает сравнить ее с однородной величиной, условно принятой за единицу. Результат измерения – число, которое показывает во сколько раз измеряемая величина больше единицы измерения. Результат любых измерений можно выразить аналитически в виде следующей формулы

(4.1)

где – измеряемая величина; – численное значение измеряемой величины; - единица измерения измеряемой величины.

Данное определение измерения позволяет выделить следующие особенности измерений:

Измерения не существуют в природе сами по себе как некоторое естественное явление. Измерения изобретены человеком, и в этом смысле они носят искусственный характер. Это значит, что в процессе обучения человек должен приобрести навыки проведения различных измерений. Наука об измерениях – метрология – занимается изучением средств и методов измерений, а также разрабатывает методы определения точности измерений, погрешностей средств и методов измерений, а также погрешностей результатов измерений.
Результат измерения одной и той же величины может быть различным у различных людей, которые производят измерение независимо друг от друга. Поэтому, для того, чтобы измерения носили общезначимый характер, единицы измерения должны быть согласованы и приняты всеми людьми. Кроме того, должны быть согласованы правила отношений между единицами (1мм=10-3 м, 1час=3600с и т.д.). Таким образом, человек, производящий измерения, никогда не является абсолютно независимым от других людей, он всегда связан с другими людьми, измеряющими эту же величину, через используемые единицы измерения и правила процедуры измерений.
Для проведения измерений нужны инструменты. Такими инструментами являются измерительные средства. Измерительные средства также должны быть согласованными и едиными для всех людей. Основой любого измерительного средства является измерительный механизм, индикатор результата измерения – шкала - и процедура измерения, т.е. правила применения измерительного прибора. Особенности измерительного механизма, шкалы и процедуры измерения описываются в основном документе измерительного прибора, каким является паспорт измерительного прибора.

Не следует отождествлять понятие измерение с понятием наблюдение при измерении. Наблюдение при измерении – это экспериментальная операция, выполняемая в процессе каждого отдельного измерения. Результатом наблюдения является одно значение (отсчет) измеряемой величины. Результат измерения получается после математической обработки всех отсчетов.

При измерении любой величины приходится выполнять четыре последовательные операции:

проверка и установка приборов;
наблюдение за показаниями приборов и отсчет измеряемых величин;
вычисление искомой величины по результатам измерения;
оценка погрешностей.

Существуют различные способы классификации измерений. Так, например, по условиям проведения измерений их можно разделить на измерения с однократными наблюдениями и измерения с многократными наблюдениями.

Измерением с однократными наблюдениями называется измерение, при котором каждый отсчет получен при различных значениях физических величин, связанных с измеряемой величиной. Например, измерение ускорения тела по результатам измерения различных путей, пройденных телом, и различного времени движения. Эти измерения также называют неравноточными.

Измерением с многократными наблюдениями называется измерение, при котором все отсчеты получены при фиксированных значениях физических величин, связанных с измеряемой величиной. Например, измерение ускорения тела по результатам измерения выбранного пути, значение которого от опыта к опыту не изменяется. Эти измерения также называют равноточными.

Особенности получения результата измерения позволяют разделить измерения на прямые измерения, косвенные измерения и совместные измерения.

Прямыми измерениями называются измерения, в результате которых значение искомой величины получается обработкой результатов, которые непосредственно показываются измерительным прибором. Например, измерение длины с помощью линейки, штангенциркуля, микрометра, измерение массы тела с помощью весов, измерение силы тока с помощью амперметра, объема с помощью мензурки и т.д. Прямые измерения являются самыми важными, так как при любых других измерениях используются результаты прямых измерений.

Наиболее часто в физике встречаются косвенные измерения. Они осуществляются в случае, когда измеряемая величина получается из расчета по некоторой формуле, в которую входят величины, измеряемые при прямых измерениях. Например, объем цилиндра можно определить по формуле , в которую входят радиус цилиндра и его высота . Значения этих величин получаются при прямых измерениях.

Совместными измерениями называются такие измерения, при которых одновременно измеряют две или более неоднородных величины для нахождения зависимости между ними или для определения параметров этой зависимости. Например, измерение пути и времени движения при равноускоренном движении с целью выяснения зависимости пути от времени в этом движении.

Навыки по проведению прямых, косвенных и совместных измерений, являются основными в будущей работе физика – исследователя, физика – преподавателя и физика – учителя, который должен обучить этим методам своих учеников. Результаты прямых, косвенных и совместных измерений важны при решении экспериментальных задач, качественных задач, а также при подборе параметров для различных теоретических моделей тех или иных явлений.

4.6. Метрологические характеристики измерительных средств

Любое измерение необходимо начинать с изучения измерительных средств и их характеристик.

Измерительное средство – это техническое устройство, предназначенное для проведения измерений и имеющее определенные метрологические характеристики. К измерительным средствам относятся меры, измерительные приборы и датчики.

Мера – это измерительное средство, предназначенное для воспроизведения (калибровки) измеряемой физической величины. Например, к мерам относятся такие измерительные средства, как мерные массы, мерные линейки (меры длины) и т. д.

Измерительный прибор – это измерительное средство, предназначенное для получения измерительной информации, доступной для непосредственного наблюдения. Измерительные приборы различаются типом выходной информации:

1. Приборы с аналоговой (непрерывной) выходной информацией, в которых чаще всего для считывания показаний применяются стрелочные индикаторы.

2. Приборы с цифровой выходной информацией, для которых показания, как правило, считываются в цифровой форме, например, со светодиодных индикаторов.

Кроме того, измерительные приборы разделяют на показывающие, регистрирующие или комбинированные приборы.

Датчики - это измерительные преобразователи с выходной информацией в виде аналогового электрического сигнала. Датчики, как правило, входят в состав контрольно-измерительных приборов и систем автоматики. Иногда, датчики включаются в единый конструктивный узел – измерительный регулятор, на который возлагаются задачи регулирования.

Метрологические характеристики для измерительных средств позволяют производить их точностные сравнения, оценивать их технические свойства и возможности. Все эксплуатационные свойства измерительных приборов определяются их метрологическими характеристиками, которые приводятся в паспортной документации к приборам. Указанные характеристики обеспечивают необходимое для инженерной практики единство методов контроля. Приведем некоторые определения и обозначения.

Начальное и конечное значение шкалы отсчетного устройства – наименьшее и наибольшее значение измеренной величины y, которые указываются на шкале отсчетного устройства или воспроизводятся цифровым отсчетным устройством измерительного средства: , , .

Диапазон показаний – интервал, ограниченный начальным и конечным значением отсчетного устройства измерительного средства. Он равен разности наибольшего и наименьшего значения измеряемой величины .

Пределы (верхний и нижний) измерений – наибольшее и наименьшее значение границ диапазона изменения измеряемой величины , которые могут быть реализованы измерительным средством: , .

Основная погрешность – погрешность измерительного средства при значениях действующих факторов, принятых за нормальные значения.

Дополнительная погрешность – изменение погрешности по отношению к величине основной погрешности, вызванное отклонением действующих факторов от значений, принятых за нормальные значения.

Класс точности – паспортная характеристика точности измерительного средства, зависящая от значений основной погрешности, принятой одинаковой или максимальной для всего диапазона измерений, и диапазона показаний

Продолжительность установления показаний измерительного средства, или время реакции, измеряется от момента начала измерений до момента представления результата измерения на отсчетном устройстве с нормируемой погрешностью.

Стабильность измерительного средства – качество, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств. Изменение метрологических свойств во времени вызывает дополнительные погрешности.

Главными характеристиками любого измерительного прибора являются цена деления и чувствительность.

Ценой деления прибора называется значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы. Цена деления показывает, чему равна измеряемая величина, если индикатор измерения показывает одно деление. Цена деления измеряется в единицах измеряемой величины, поделенной на деление, например, 1 мм/дел, 10 мА/дел и т.д. Цена деления вычисляется по характеристикам прибора. В некоторых случаях цена деления указывается в паспорте прибора. Для вычисления цены деления шкалы необходимо знать максимальное значение измеряемой величины, соответствующее последнему делению шкалы, а также количество делений шкалы, а затем произвести деление максимального значения величины на количество делений шкалы. Эти действия можно записать в виде формулы:

, (4.2)

где – максимальное значение величины, которое можно измерить прибором, – полное число делений шкалы, соответствующее максимальному значению измеряемой величины.

Часто приходится использовать приборы, имеющие несколько шкал или несколько предельных значений измеряемой величины. В этом случае при измерениях надо находить цену деления той шкалы, которая используется в конкретном измерении.

Вторая основная характеристика измерительного прибора – чувствительность. Чувствительностью измерительного прибора называется значение, которое показывает индикатор измерения, если измеряется единичное значение измеряемой величины. Чувствительность показывает, какое значение шкалы соответствует единице измеряемой величины. Чем больше чувствительность, тем лучше прибор для измерения. Чувствительность прибора вычисляется по характеристикам прибора. Единицей чувствительности является отношение деления к единице измеряемой величины, например 1 дел/мм, 10 дел/мА и т.д. Чувствительность измерительных приборов зависит от устройства и принципа действия прибора. Чувствительность часто заносится в паспорт прибора. Из определения чувствительности следует, что эта величина обратная цене деления шкалы и ее можно вычислить по формуле:

. (4.3)

Для получения результата измерения важна сама процедура измерения или процедура применения измерительного прибора. Эта процедура описывается в паспорте прибора. При этом указываются правила техники безопасности при работе с прибором. В паспорте также указываются параметры внешних условий, при которых применение прибора наиболее целесообразно. Часто в описание прибора включается информация о расчете погрешностей, связанных с применением прибора в условиях, отличных от рекомендуемых условий. В электроизмерительных приборах важной характеристикой является класс точности, который изучается в теме «Электроизмерительные приборы».