Лазерная рулетка представляет собой  небольшой инструмент с дисплеем.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

«МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ

И СЕРТИФИКАЦИЯ В ГОРНОМ ДЕЛЕ»

ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ

Основные понятия и определения

Метрология – наука об измерениях, методах, средствах измерений и способах достижения требуемой точности. Термин «метрология» произошел от греческих слов «метрон» – мера и «логос» – учение. Сформировались две ветви метрологии: научная и законодательная. Научная метрология является базой измерительной техники, занимается изучением проблем измерений, физических величин, средств и методов измерений, методик обработки результатов измерений. Законодательная метрология разрабатывает и внедряет: нормы и правила выполнения измерений; порядок разработки, испытания и поверки средств измерения; устанавливает терминологию и единицы измерения физических величин.

Физическая величина.

           Физическая величина определена как свойство объекта общее в качественном отношении для множества объектов, но индивидуальное в количественном отношении для каждого из них. Качественная сторона физической величины определяет «род» величины (например, длина объекта), а количественная – «размер» величины (например, м). Целью измерения является нахождение количественного значения физической величины в принятых для данной величины единицах измерения. В метрологии введены три понятия значения физической величины: истинное, действительное, измеренное.

Истинное значение измеряемой физической величины, например, диаметр металлического диска, должно учитывать размеры молекул, которые хаотично движутся на поверхности диска и «размывают» ее. В этой связи, истинное значение физической величины измерить невозможно.

      Действительное значение физической величины может быть определено экспериментальным путем и с определенной погрешностью применено вместо истинного значения.

Измеренное значение физической величины – физическая величина, подлежащая измерению.

Влияющее значение физической величины - физическая величина непосредственно не измеряемая средством измерения, но косвенно искажающая результаты измерений.

Постоянная величина - физическая величина, которая не изменяется за период измерения.

Переменная величина - физическая величина, которая изменяется за период измерения.

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных измерительных средств.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины определяют непосредственно по показанию средства измерения (например, по стрелке секундомера).

Косвенное измерение - измерение, при котором искомое значение физической величины рассчитывают по формуле, при этом предварительно определяют по показаниям средств измерения значения нескольких входящих в формулу параметров (например, на основании измерений тока I и сопротивления R рассчитывают мощность Р = I² R).

Совместное измерение – измерение двух разнородных физических величин для установления зависимости между ними (например, сопротивление проводника R и температуры его нагрева Т).

Совокупное измерение – измерение нескольких разнородных физических величин для установления путем решения системы уравнений зависимостей между ними

 

Шкалы измерений

Различают четыре типа шкал измерений: наименований; порядка; интервалов; отношений.

Шкала наименований основана на классифицировании измеряемых объектов по классам посредством цифр или знаков (например, сопротивление резисторов класса R может быть R₆ , R₁₀, R₁₆ , R₁₈).

Шкала порядка основана на ранжировании измеряемых объектов относительно какого-то их свойства, чтобы получить ответ на вопросы типа – «что больше», «что меньше» (например, порода может быть крепостью:

одна f = 4, а другая большей крепости f = 10).

    Шкала интерваловоснована на сравнении измеренной физической величины с начальной отметкой шкалы (например, температурная шкала Цельсия с начальной отметкой 0°С).

    Шкала отношенийоснована на сравнении между собой двух физических величин в порядке убывания или возрастания (например, отношение температур Т₁ / Т₂).

 

 

Средства измерений

Термином«средство измерения» называют технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики.

Мера – средство измерения, предназначенное для воспроизведения фиксированного значения физической величины (например, мера массы - гиря).

Измерительный прибор – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для восприятия наблюдателем (например, стрелочный вольтметр).

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, доступной для восприятия наблюдателем и расположенных в одном месте (например, установка испытательного стенда горной машины).

Измерительная система – совокупность функционально объединенных средств измерений, соединенных между собой каналами связи и предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи, контроля и диагностирования.

        

 

 

                           

Рис. 1. Механическая рулетка

Электронная рулетка внешне выглядит также, как и обыкновенная механическая рулетка, однако, имеет на корпусе небольшой экран, на котором отображается длина извлеченного полотна.

          

 

Рис. 2. Электронная рулетка

Конструкция простейшей измерительной рулетки предельно проста:

Измерительное полотно – пластмассовая или металлическая узкая полоса (полотно), на лицевой части которой нанесена шкала. Корпус – небольшая пластмассовая или металлическая коробка, в которой и хранится полотно в свернутом по форме рулета виде (отсюда и название). Зацеп – металлический наконечник измерительного полотна, который служит для фиксации нулевой отметки шкалы за угол измеряемого объекта, либо любой его выступающий элемент. Существуют варианты, оснащенные двойным зацепом – два зуба, выступающих с лицевой и тыльной стороны полотна. Корпус рулетки изготавливается из прочной пластмассы. Этого материала вполне достаточно для обеспечения конструктивной прочности, так как сам коробок корпуса имеет небольшие размеры, при этом собран монолитным. Обычно, корпус окрашен в черный цвет, однако, встречаются и разноцветные яркие варианты. Вообще яркий цвет предпочтителен, так как он позволяет быстро найти рулетку среди инструментов и материалов, где она была неосторожно оставлена. Еще один вариант – инструмент с прозрачным поликарбонатным корпусом, который обладает ударной вязкостью и прочностью.За счет белого полотна он тоже сразу бросается в глаза. Для дополнительной защиты от механических повреждений, а также для удобства удержания в руке, изготавливают обрезиненный пластмассовый корпус рулетки, который уступает компактностью вариантам без резинового покрытия. Специальные геодезические рулетки с длиной полотна более 30 метров практически все имеют металлический корпус. В зависимости от вида инструмента, его размеры находятся в следующих пределах: длина: 30 – 300 мм; ширина: 6 – 30 мм; высота: 30 – 300 мм. Вес инструмента составляет 150 – 250 г и зависит от его размеров, длины полотна и материалов, из которых изготовлены его компоненты.

 

             

Рис. 3. Шкала измерительного полотна

 

У некоторых рулеток, на первых 20-ти сантиметрах измерительного полотна нанесена информация о его длине, материале, из которого оно изготовлено, а также один из классов (всего 3) точности шкалы измерительного полотна. Шкала может иметь двухстороннюю разметку, где единицы измерения попросту дублируются. Еще один вариант, с одной стороны ленты будет нанесена разметка в метрической системе, а с другой стороны – дюймовая разметка. На некоторых лентах с одной или каждой стороны нанесены обе разметки.

 

Рис. 4. Лазерная рулетка

Лазерная рулетка представляет собой  небольшой инструмент с дисплеем.

Она используется для проведения замеров с высокой точностью, однако, подходят для работы только на прямолинейных участках. Принцип действия основан на фазовом методе расчета расстояния до объекта, отражающего лазерный луч.