Технически университет - софия
машиностроителен
факултет, катедра “прецизна
техника и уредостроене”
Материали
в помощ на обучението по
“Метрология и
измервателна техника”
Международен речник на основни и общи термини по метрология
НАЦИОНАЛЕН ПРЕДГОВОР
Стандартът е разработен от Националния център по метрология и е одобрен от Съвета по стандартизация на ТК 28 Обща и законова метрология .
Стандартът съдържа основни и общи термини и определения по метрология и е идентичен на International Vocabulary of Basic and Therms in Metrology [Международен речник на основни и общи термини по метрология], Който е съвместно издание на Bureau international des poids et mesures (BIPM) [Международно бюро по мерки и теглилки], International Electrotechnical Commission (IEC) [Международна електротехническа комисия], International Federation of Clinical Chemistry (IFCC) [Международна федерация по клинична химия], International Organization for Standartization (ISO) [Международна организация по стандартизация], International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) [Международен съюз по чиста и приложна химия], International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) [Международен съюз по чиста и приложна физика] и International Organization of Legal Metrology (OIML) [Международна организация по законова метрология], публикувано от ISO през 1993 г.
В българския стандарт се използва терминът средство за измерване като термин, който обобщава изброените средства в увода на раздел 4 "Измерителни уреди".
Предговор към първото издание на Международния речник на основни и общи термини по метрология
5. Характеристики на измерителни уреди
ПРЕДГОВОР КЪМ ПЪРВОТО ИЗДАНИЕ НА МЕЖДУНАРОДНИЯ РЕЧНИК НА ОСНОВНИ И ОБЩИ ТЕРМИНИ ПО МЕТРОЛОГИЯ
Необходимо е всички области на науката и техниката внимателно да подбират своя речник. Всеки термин трябва да има еднакво значение за всички, които го използват; той трябва да изразява добре дефинирана идея и да не влиза в противоречие с разговорния език. Това се отнася особено за метрологията, но с допълнителна трудност: всяко измерване е съпроводено с не съвсем известни грешки, така че значимостта, която може да се придаде на измерването, трябва да отчита тази неопределеност. Ето защо ние трябва да изразим с прецизност самата тази непрецизност.
За да се реши този проблем в международен мащаб, Групата по метрология на ISO реши да предложи на четирите главни международни организации, свързани с метрологията (BIMP, IEC, ISO и OIML), за да се присъединят към работата за създаване на обща терминология. Накрая беше създадена работна група, която да координира подготовката на речник по основните и общите термини в метрологията. Тази група използва в голяма степен съществуващите вече речници на IES и OIML и създаде проект на речник на основните термини, който беше разпространен широко от четирите участващи организации. Получени бяха много мнения в обем от няколко стотици страници. Те всички бяха проучени на редица съвещания на международната работна група, съставена от експерти, назначени от четирите организации. Някои от мненията предизвикваха продължителни и понякога страстни дискусии. Този речник е резултат от тази съвместна работа, ISO се съгласи да публикува от името на четирите организации.
Работната група положи усилия и взе предвид и други публикации, разглеждащи същия проблем: някои от тях са посочени в библиографията. Работната група разгледа не само най-прецизните измервания, но и най-обикновените измервания, където се изисква по-скромно изпълнение. И в двата случая идеите са същите, само тяхното относително значение се променя в съответствие с приложенията. Направен беше опит за групиране на термините в зависимост от техните връзки, за да се улесни използването на речника. Избраното групиране не предполага в никакъв случай приоритет на един термин пред друг.
Речникът трябваше да ограничи амбициите си в областта на грешките и неопределеността. Тези идеи са обект на изучаване и противоречия. Ето защо работната група прие много консервативен подход, за да не се стимулира използването на неправилни термини. Тя изостави езика на статистиката, който често пъти е неправилно използван в областта на измерванията. Тя запази думата "грешка" въпреки честото й неправилно използване. Грешката съответства на добре дефинирана идея. Всяко измерване е съпроводено с грешка. Но тази грешка обикновено е неизвестна. Нейният знак се пренебрегва често и понякога дори е трудно да се определи големината й. По тази причина думата "неопределеност" все повече се използва за означаване на "оценка на възможната грешка с неизвестен знак". Понякога трябва да се внимава да не се използва безразборно езикът на статистиката, що се отнася до неопределеността, тъй като оценяването на неопределеността рядко е въпрос на задълбочен статистически анализ.
Работната група се въздържа целенасочено от предефиниране на всички термини, използвани в определенията. Така че, за да се определи система от единици, се отнасяме към система от физични величини. Определянето на физични величини и тяхната организация в система е извън обхвата на компетентност на метролозите. Тези въпроси се разглеждат в други публикации. издавани например от Международния съюз по чиста и приложна физика (IUPAP) и ISO.
Езиковите въпроси не са в рамките на компетентност на Международното бюро по мерки и теглилки (BIMP). Съществената негова задача е да осигурява експерименталните основи на Международната система единици (SI). Опитът от дълги години в тази област може да бъде полезен при изработването на речник по метрология. По тази причина BIPM прие участие в тази дейност. Това без съмнение също е причина да имам честта да бъда избран за председател на съвещанията на работната група от експертите на другите три организации. Това ми позволи да оценя усилията, които положиха участниците за изясняване на идеите и за намирането на точните думи.
По отношение на избора на самите термини, определения, забележки и примери на френски и английски език, работната група се стремеше да намери консенсус. Всичко, което е било обект на дискусия, е отчетено. Също така може да сме сигурни, че съдържанието на този документ навсякъде представлява приемлив компромис за твърде голямо мнозинство от участници.
Без съмнение, все още съществуват несъвършенства. В бъдеще ще се наложи тяхното коригиране. Надявам се, че тези несъвършенства няма да поставят речника в протворечие с елементарната логика или със съвременното състояние на познанията ни по метрология.
Необходимо е да благодарим на всички, които участваха в работата непосредствено или по-отстрани. Те са твърде много, за да бъдат изброени всички, но ще се възползвам от възможността да спомена за съществената роля, която играеше Питър М. Клифърд. Той беше натоварен с всички практически задачи на Секретариата на работната група - от издаването на първия проект до окончателния текст. Желая успех на този речник, голяма част от който се дължи на него.
Пиер Жакомо
1.1. Величина (измерима)
Свойство на явление, тяло или вещество, което може да бъде различено качествено и определено количествено.
Забележки:
1. Терминът величина може да се отнася до величина в общ смисъл [(вж. пример а) или до конкретна величина (вж. b) ].
Примери:
а) величини в общ смисъл; дължина, време, маса, температура, електрическо съпротивление, концентрация на количество вещество;
b) конкретни величини:
- дължина на даден прът;
- електрическо съпротивление на даден образец от проводник;
- концентрация на етанол в проба от вино.
2. Величини, които са сравними една с друга, се наричат величини от един вид.
3. Величини от един вид могат да се групират заедно в категории величини, например:
- работа, топлина, енергия;
- дебелина, дължина на окръжност, дължина на вълна.
4. Означенията на величините са дадени в БДС ISO 31.
1.2. Система величини
Съвкупност от величини в общия смисъл, между които съществуват определени връзки.
1.3. Основна величина
Една от величините, която в дадена система величини е приета със спогодба като функционално независима една от друга.
Пример: Величините дължина, маса и време са общоприети за основни величини в областта на механиката.
Забележка: Основните величини, които съответстват на основните единици от Международната система единици SI, са дадени в забележката към 1.12.
1.4. Производна величина
Величина, определена като функция на основните величини от система величини.
Пример: В система, която има за основни величини дължина, маса и време, скоростта е производна величина, определена като отношение на дължина и време.
1.5. Размерност на величина
Израз, който представя величина от дадена система величини като произведение на степени на множители, представящи основни величини на системата.
Примери:
а) LMT-2 е размерността на величината сила в системата с основни величини дължина, маса, време, чиито размерности са означени съответно с L, M и T;
b) в същата система величини ML-3 е размерността за масова концентрация и за масова плътност.
Забележки:
1. Множителите, които представят основните величини, се наричат "размерност" на тези величини.
2. За подробности в алгебрата на размерностите вижте БДС ISO 31-0.
1.6. Величина с размерност единица; безразмерна величина
Величина, при изразяване на размерността, на която всички степенни показатели на размерността на основните величини са равни на нула.
Примери:
Относителна линейна деформация, коефициент на триене, число на Мах (Mach), показател на пречупване, молна част, масова част.
1.7. Единица; измерителна единица
Конкретна величина, определена и приета със спогодба, с която се сравняват други величини от същия вид, за да се изразят техните големини по отношение на тази величина.
Забележки:
1. Единиците на величините имат наименования и означения, приписани по спогодба.
2. Единиците на величини с еднаква размерност могат да имат наименования и означения, дори когато те не са от един вид.
1.8. Означение на единица; означение на измерителна единица
Знак, приет със спогодба, за означаване на единица на величина.
Примери:
а) m е означението за метър;
b) А е означението за ампер.
1.9. Система единици; система измерителни единици
Съвкупност на основни единици и производни единици, определени в съответствие с дадени правила за дадена система величини.
Примери:
а) Международна система единици SI;
b)Система единици CGS.
1.10. Кохерентна (производна) единица
Единица на производствена величина, която може да се изрази като произведение на степени на основни единици с коефициент на пропорционалност единица.
Забележка. Кохерентността може да се определи само по отношение на основните единици на конкретна система. Една единица може да бъде кохерентна по отношение само на една система, но не и на друга.
1.11. Кохерентна система единици
Система единици на величини, в която всички производни единици са кохерентни.
Пример:
Следните единици (изразени с техните означения) образуват част от кохерентна система единици за механиката в рамките на Международната система единици SI:
m; kg; s;
m2; m3 ; Hz=s-1 ; m.s-1 ; m.s-2;
kg.m-3 ; N = kg.m.s-2 ;
Pa = kg.m-1 .s-2 ; J = kg.m2 .s-2 ;
W = kg.m2 .s-3.
1.12. Международна система единици SI
Кохерентна система единици, приета и препоръчана от Генералната конференция по мерки и теглилки (CGPM).
Забележка: SI се основава на следните седем основни единици:
SI основна единица
Величина Наименование Означение
дължина метър m
маса килограм kg
време секунда s
електрически ток ампер А
термодинамична температура келвин К
количество вещество мол mol
интензитет на светлината кандела cd
1.13. Основна единица
Единица на основна величина в дадена система величини.
Забележка. Във всяка кохерентна система единици има само една основна единица за всяка основна величина.
1.14. Производна единица
Единица на производна величина в дадена система величини.
Забележка. Някои производни единици имат специални наименования, например в SI:
SI производна единица
Величина Наименование Означение
сила нютон N
енергия джаул J
налягане паскал Ра
1.15. Извънсистемна единица
Единица, която не принадлежи към дадена система единици.
Примери:
а) електронволт (приблизително 1,60218 х 10-19 J) по отношение на SI е извънсистемна единица за енергия;
b) ден, час, минута са извънсистемни единици за време по отношение на SI.
1.16. Кратна единица
По-голяма единица на величина, която се образува от дадена единица съгласно спогодбите за преобразуване.
Примери:
а) една от десетичните кратни на метъра е километърът;
b) една от недесетичните кратни на секундата е часът.
1.17. Дробна единица
По-малка измервателна единица, която се образува от дадена единица съгласно спогодбите за преобразуване.
Пример: Една от десетичните дробни на метъра е милиметърът.
1.18. Стойност (на величина)
Големината на дадена величина, обикновено изразявана като произведение на измервателната единица и число.
Примери:
а) дължина на прът: 5,34 m или 534 cm;
b) маса на тяло: 0,152 kg или 152 g;
c) количество вещество на проба от вода (H2 O): 0,012 mol или 12 mmol.
Забележки:
1. Стойността на една величина може да бъде положителна, отрицателна или нула.
2. Стойността на една величина може да се изрази по повече от един начин.
3. Стойността на величини с размерност единица обикновено се изразяват като числа.
4. Величина, която не може да бъде изразена като произведение на число и нейната единица, може да се изрази чрез отнасяне към одобрена със спогодба условна скала или към процедура на измерване, или и към двете.
1.19. Истинска стойност (на величина)
Стойност, която следва определението на дадена конкретна величина.
Забележки:
1. Това е стойност, която би била получена при идеално (съвършено) измерване.
2. Истинските стойности по природа не могат да бъдат определени.
3. Използва се нечленувана вместо членувана форма, тъй като може да има много стойности, които следват от определението на дадена конкретна величина.
1.20. Действителна стойност (на величина)
Приписаната стойност на конкретна величина и приета, понякога със спогодба, която има неопрделеност, подходяща за дадена цел.
Примери:
а) приписаната на величината стойност, реализирана от изходен еталон за дадено място, може да се приеме като действителна стойност;
b) препоръчаната от CODATA (1986) стойност за константата на Авогадро (Avogadro)
NA = 6,022 136 7 x 1023 mol-1 .
Забележки:
1. "Действителната стойност" понякога се нарича приписана стойност, най-добрата оценка на стойността, действителна стойност по спогодба или изходна стойност. "Изходната стойност" в този смисъл трябва да се разграничи от използвания термин в забележката към 5.7.
2. Често пъти за установяване на действителна стойност на една величина се използват голям брой резултати от измерване на тази величина.
1.21. Числена стойност (на величина)
Численият множител в стойността на една величина.
Примери:
В примерите от 1.18 числата:
а) 5,34; 534;
b) 0,152; 152;
c) 0,012; 12.
1.22. Условна скала; скала от изходни стойности
Една непрекъсната или прекъсната редица от стойности за конкретни величини от даден вид, определени със спогодба като основа за подреждане по големина на величините от този вид.
Примери:
а) скалата на Моос (Mfhs) за твърдост;
b) pH-скалата в химията;
c) скалата на октанови числа за петролни горива.
2.1. Измерване
Съвкупност от действия, които имат за цел да се определи една стойност на дадена величина.
Забележка. Действията могат да се извършват автоматично.
2.2. Метрология
Наука за измерванията.
Забележка. Метрологията включва всички теоретически и практически аспекти, които се отнасят до измерванията, каквато и да е тяхната неопределеност и във всички области на науката и техниката, в която те възникват.
2.3. Принцип на измерване
Научна основа на измерването.
Примери:
а) термоелектричният ефект, прилаган при измерване на температура;
b) ефектът на Джозефсън (Josephson), прилаган при измерване на разлика между електричски напрежения;
c) ефектът на Доплер (Doppler), прилаган при измерван на скорост;
d) ефектът на Раман (Raman), прилаган при опредляне на вълновото число на вибрации на молекули.
2.4. Метод за измерване
Логическа последователност от действия, общо описана и използвана при извършване на измерване.
Забележка. Методите за измерване могат да се квалифицират по различни начин, например:
- метод на заместване;
- диференциален метод;
- нулев метод.
2.5. Процедура на измерване
Съвкупност от подобно описани действия, използвани при извършване на конкретно измерване съгласно даден метод.
Забележка. Процедурата на измерване обикновено се описва в документ, който понякога се нарича "методика на измерване" (или метод за измерване). Обикновено тя е достатъчно подробна, за да може операторът да извърши дадено измерване без допълнителна информация.
2.6. Измервана величина
Конкретна величина, която е обект на измерване.
Пример: Налягане на парите на проба вода при 200 С.
Забележка. Определяне на дадена измервана величина може да изисква посочването на такива величини като време, температура и налягане.
2.7. Влияеща величина
Величина, която не е измерваната величина, но влияе върху резултата от измерването.
Примери:
а) температура на микрометър при измерване на дължина;
b) честотата при измерване на амплитудата на променливо електрическо напрежение;
c) концентрация на билирубин при измерване концентрацията на хемоглобин в проба на човешка кръвна плазма.
2.8. Измерителен сигнал
Величина, която представя измерваната величина и която е функционално свързана с нея.
Примери:
а) електрическият изходен сигнал от преобразувател на налягане;
b) честотата от преобразувател на напрежение в честота;
c) електродвижещото напрежение на електрохимична клетка, използвана за измерване на разлика в концентрации.
Забележка. Входният сигнал към измерителната система може да се нарече въздействие; изходният сигнал може да се нарече реакция.
2.9. Преобразувана стойност ( на измервана величина)
Стойност на измерителен сигнал, която представя дадена измервана величина.
3.1. Резултат от измерване
Стойност на измервана величина, получена чрез измерване.
Забележки:
1. Когато се дава резултат, трябва да бъде ясно дали той се отнася до:
- показанието,
- непоправения резултат,
- поправения резултат
и дали няколко стойности са средноаритметични.
2. Едно пълно изразяване на резултата от измерване включва информация за неопределеността на измерването.
3.2. Показание (на измерителен уред)
Стойност на величина, показана от измерителен уред.
Забележки:
1. Стойността, отчетна от показващото устройство, може да бъде наречена пряко показание; тя трябва да се умножи по константата на уреда, за да се получи показанието.
2. Величината може да бъде измерваната величина, измерителният сигнал или друга величина, която се използва за изчисляване на стойността на измерваната величина.
3. Показанието на мярка е стойността, която е означена на нея.
3.3. Непоправен резултат
Резултат от измерване преди поправка за систематична грешка.
3.4. Поправен резултат
Резултат от измерване след поправка за систематична грешка.
3.5. Точност на измерване
Степен на съвпадение на резултат от измерване с истинската стойност на измерваната величина.
Забележки:
1. Точността е качествено понятие.
2. Терминът прецизност не трябва да се използва вместо "точност".
3.6. Повтаряемост (на резултати от измервания)
Степен на съвпадение на резултати от последователни измервания на една и съща измервана величина, извършени при едни и същи условия на измерване.
Забележки:
1. Тези условия се наричат повтарящи се условия.
2. Повтарящите се условия включват:
- една и съща процедура на измерване;
- един и същ наблюдател;
- един и същ измерителен уред, използван при едни и същи условия;
- едно също място;
- повторение през кратък период от време.
3.7. Възпроизводимост (на резултати от измервания)
Степен на съвпадение на резултати от измервания на една и съща измервана величина, извършени при променени условия на измерване.
Забележки:
1. За да е валидно изразяването на възпроизводимостта, е необходимо да са определени измененията на условията за измерване.
2. Променените условия могат да включват:
- принцип на измерване;
- метод на измерване;
-наблюдател;
- измерителен уред;
- изходен еталон;
- място;
- условия за използване;
- време.
3. Възпроизводимостта може да бъде изразена количествено чрез характеристики на дисперсията на резултатите.
4. Тези резултати обикновено са поправени резултати.
3.8.Експериментално средноквадратично отклонение
Величината s, характеризираща дисперсията на резултатите на серия от n измервания на една и съща на измервана величина, определена по формулата:
където xi е резултатът на i-то измерване, а x е средноаритметичната стойност на разглежданите n резултата.
Забележки:
1. Когато серията от n стойности се разглежда като извадка на разпределение, x е неизместена оценка на дисперсията на това разпределение.
2. Изразът е оценка на средноквадратичното отклонение на разпределението на и се нарича експеримантално средноквадратично отклонение на средната стойност.
3. Експерименталното средноквадратично отклонение на средноаритметичната (средната) стойност понякога неправилно се нарича средноквадратична грешка на средната стойност.
3.9. Неопределеност; несигурност на измерване
Параметърът, свързан с резултата от измерване, който характеризира дисперсията на стойностите, които могат да бъдат приписани на измерваната величина.
Забележки:
1. Параметърът може да бъде например средноквадратично отклонение (или дадено негово кратно) или полуширината на интервал, който има определена доверителна вероятност.
2. Неопределеността на измерването, в общия случай, обхваща много съставящи. Някои от тях могат да бъдат оценени на базата на статистическото разпределение на резултатите от серия измервания и могат да бъдат характеризирани от експериментални средноквадратични отклонения. Другите съставящи, които могат също да се характеризират чрез средноквадратични отклонения, се оценяват от приети вероятностни разпределения, основаващи се на опит или друга информация.
3. Подразбира се, че резултатът от измерването е най-добрата оценка на стойността на измерваната величина и че всички съставящи на неопределеността, включвайки и тези, които възникват от систематични въздействия като съставящите на поправките и на изходните еталони, допринасят за дисперсията. Определението е от "Ръководство за изразяване на неопределеност на измерване", то то е описано подробно (вж. 2.2.4 и приложение D [10].
Оценка, която характеризира обхвата, в който се преценява, че се намира истинската стойност на измерваната величина, обикновено с определена вероятност.
3.10. Грешка (на измерване)
Разлика между резултата от измерване и истинската стойност на измерваната величина.
Забележки:
1. Тъй като истинската стойност не може да бъде определена, на практика се използва действителната стойност (вж. 1.19 и 1.20).
2. Когато е необходимо да се разграничи "грешка" от "относителна грешка", първата понякога се нарича абсолютна грешка на измерване. Тя трябва да се разграничава от абсолютната стойност на грешката, която е модулът на грешката.
3.11. Отклонение
Разлика между стойността и нейната изходна стойност.
3.12. Относителна грешка
Отношението на грешката на измерване и истинската стойност на измерваната величина.
Забележка. Тъй като истинската стойност не може да бъде определена, на практика се използва действителната стойност (вж. 1.19 и 1.20).
3.13. Случайна грешка
Разликата между резултата от измерване и средноаритметичната стойност, която би се получила от безкраен брой измервания на една и съща измервана величина, извършени при повтарящи се условия.
Забележки:
1. Случайната грешка е равна на разликата между грешката и систематичната грешка.
2. Тъй като могат да се извършват само краен брой измервания, възможно е да бъде определена само оценката на случайната грешка.
3.14. Систематична грешка
Разликата между средноаритметичната стойност, която би се получила от безкраен брой измервания на една и съща измервана величина, извършени при повтарящи се условия и истинската стойност на измерваната величина.
Забележки:
1. Систематичната грешка е равна на разликата между грешката и случайната грешка.
2. Както истинската стойност, така и систематичната грешка и причините за нея не могат да бъдат напълно
известни.
3. За измерителен уред виж и "изместване" (5.25).
3.15. Поправка
Стойност, прибавена към непоправен резултат от измерване, за да компенсира систематичната грешка.
Забележки:
1. Поправката е равна на оценената систематична грешка, взета с обратен знак.
2. Тъй като систематичната грешка не може да бъде известна точно, компенсирането не може да бъде пълно.
3.16. Поправъчен множител
Числен коефициент, с който се умножава непоправеният резултат от измерване за компенсиране на систематична грешка.
Забележка. Тъй като систематичната грешка не може да бъде известна точно, компенсирането не може да бъде пълно.
Много различни термини се употребяват за описване на използваните средства за измерване. Този речник определя само избрани, предпочитани термини. Следващият списък е по-пълен и по-изчерпателен и е подреден по сложност. Термините не се изключват взаимно.
Елемент
Компонент
Част
Измерителен преобразувател
Измерително устройство
Стандартно вещества; стандартен образец
Мярка; материална мярка
Измерителен уред
Апарат за измерване
Съоръжение; апаратура
Измерителна верига
Измерителна система
Измерителна инсталация
4.1. Измерителен уред Устройство, предназначено да се използва за измервания самостоятелно или свързано с едно или повече устройства.
4.2. Мярка; материална мярка
Устройство, предназначено да възпроизвежда или неизменно да дава по време на неговото използване една или повече известни стойности на дадена величина.
Примери:
а) теглилка;
b) мярка за обем (с една или няколко стойности, със или без скала);
c) мярка за електрическо еталонно съпротивление;
d) плоскоспирална краищна мярка;
е) генератор на еталонни сигнали;
f) стандартен образец.
Забележка. Разглежданата величина може да бъде наречена предоставена величина.
4.3. Измерителен преобразувател
Устройство, което осигурява на изходна величина, която има определена връзка с входната величина.
Примери:
а) термодвойка;
b) токов трансформатор;
c) тензометър;
d) pH електрод.
4.4. Измерителна верига
Съвкупност от елементи на измерителен уред или на система, които съставят пътя на измерителния сигнал от входа до изхода.
Пример: Електроакустична измерителна верига, която включва микрофон, атенюатор, филтър, усилвател и волтметър.
4.5. Измерителна система
Съвкупност от измерителни уреди и други съоръжния, свързани за извършване на определени измервания.
Примери:
а) система за измерване на проводимостта на полупроводникови материали;
b) система за калибриране на медицински термометри.
Забележки:
1. Системата може да включва мерки и химични реактиви.
2. Постоянно монтирана измерителна система се нарича измерителна инсталация.
4.6. Показващ измерителен уред; отчитащ измерителен уред
Измерителен уред, който дава показанието визуално.
Примери:
а) аналогов волтметър;
b) цифров честотомер;
c) микрометър.
Забележки:
1. Показанието може да бъде аналогово (прекъснато или непрекъснато) или цифрово.
2. Стойностите на повече от една величина могат да бъдат показвани едновременно.
3. Даден показващ измерителен уред може да осигурява и запис.
4.7. Записващ измерителен уред; регистриращ измерителен уред
Измерителен уред, който осигурява запис на показанието.
Примери:
а) барограф;
b) термолуминесцентен дозиметър;
c) записващ спектрометър.
Забележки:
1. Записът може да бъде аналогов (непрекъсната или прекъсната линия) или цифров.
2. Стойностите на повече от една величина могат да бъдат записвани едновременно(
3. Един регистриращ измерителен уред може и да визуализира дадено показание.
4.8. Сумиращ измерителен уред
Измерителен уред, който определя стойността на измерваната величина чрез сумиране на отделни стойности на измерваната величина, получени едновременно или последователно от един или повече източника.
Примери:
а) сумиращи железопътни везни;
b) сумиращ измерител на електрическа мощност.
4.9. Интегриращ измерителен уред
Измерителен уред, който определя стойността на измервана величина чрез интегриране на една величина по отношение на друга величина.
Пример: Измерител на електрическа енергия (електромер).
4.10. Аналогов измерителен уред
Измерителен уред, чийто изходен сигнал или чието показание е непрекъсната функция на измерваната величина или на входния сигнал.
Забележка. Този термин се отнася за формата на представяне на изходния сигнал или показанието, а не на принципа на действие на уреда.
4.11. Цифров измерителен уред
Измерителен уред, който осигурява цифров изходен сигнал или цифрово показание.
Забележка. Този термин се отнася за формата на представяне на изходния сигнал или показанието, а не за принципа на действие на уреда.
4.12. Показващо устройство; дисплей
Част от измерителен уред, която визуализира показанието.
Забележки:
1. Този термин може да включва устройство, чрез което се показва или установява стойност, предавана от мярка.
2. Дадено аналогово показващо устройство осигурява аналогово показание; цифрово показващо устройство осигурява цифрово показание.
3. Аналогово-цифрова форма на представяне на показанията: когато показанието се извършва или чрез цифров дисплей, при което най-малката значеща цифра се изменя непрекъснато, или чрез цифров дисплей, допълнен със скала и показалец.
4.13. Записващо устройство; регистриращо устройство
Част от измерителен у (ред, която осигурява запис на показанието.
4.14. Чувствителен елемент; сензорен елемент
Елемент от измерителен уред, който се намира под прякото въздействие на измервана величина.
Примери:
а) запоен измерителен край на термодвойка;
b) ротор на турбинен разходомер;
c) Бурдонова тръба на манометър;
d) поплавък на нивомер;
е) фотоклетка на спектрофотометър.
Забележка. В някои области с това съдържание се използва терминът "детектор".
4.15. Индикатор; детектор
Устройство или вещество, което показва наличие на явление, без да определя стойност на свързана с него величина.
Примери:
а) халогенен индикатор на утечки;
b) лакмусова хартия.
Забележки:
1. В някои случаи показанието може да се получи само когато стойността на величината достигне определено равнище, наричано понякога граница на откриваемост на индикатора.
2. В някои области терминът "индикатор; детектор" се използва в смисъла на "чувствителен елемент".
4.16. Показалец
Неподвижна или подвижна част от показващо устройство, чието положение спрямо изходните скални знаци позволява да бъде определена показаната стойност.
Примери:
а) стрелка;
b) светлинно петно;
c) течна повърхнина;
d) писец за запис.
4.17. Скала (на измерителен уред )
Подредена съвкупност от знаци и съответните цифрови означения, които образуват част от показващото устройство на измерителен уред.
4.18. Дължина на скала
За дадена скала дължината на линията между първия и последния скален знак, която минава през центровете на всички най-малки скални знаци.
Забележки:
1. Линията може да бъде действителна или въображаема, крива или права.
2. Дължината на скалата се изразява в единици за дължина, независимо от единиците на измерваната величина или единиците, означени върху скалата.
4.19. Обхват на показания
Съвкупност от стойности, ограничени от крайните показания.
Забележки:
1. При аналогово показание тази съвкупност може да се нарича обхват на скала.
2. Обхватът на показанията се изразява в единиците, означени върху дисплея, независимо от единиците на измерваната величина и обикновено се определя от неговата долна и горна граница, например от 1000 С до 2000 С.
3. Виж забележката след 5.2.
4.20. Скално деление
Част от скала между които и да са два последователни знака.
4.21. Дължина на скално деление
Разстояние между два последователни скални знака, измерено по линията на дължина на скалата.
Забележка. Дължината на скалното деление се изразява в единици за дължина, независимо от единиците на измерваната величина или от означените върху скалата единици.
4.22. Стойност на скално деление
Разликата между стойностите, които съответства на два последователни скални знака.
Забележка. Стойността на скалното деление се изразява в единиците, означени върху скалата, независимо от единиците на измерваните величини.
4.23. Линейна скала
Скала, в която дължината на скалното деление е свързана със съответната стойност на скалното деление е коефициент на пропорционалност, който е постоянен за цялата скала.
Забележка. Линейна скала с постоянна стойност на скалното деление се нарича равномерна скала.
4.24. Нелинейна скала
Скала, при която дължината на всяко скално деление и стойността на скалното деление са свързани с коефициент на пропорционалност, който не е постоянен по цялата скала.
Забележка. Някои нелинейни скали имат специални наименования, като логаритмична скала, квадратична скала.
4.25. Скала без нула
Скала, чийто обхват не включва стойност нула.
Пример: Скала на медицински термометър.
4.26. Разширена скала
Скала, в която част от обхвата й заема относително по-голяма част от дължината на скалата в сравнение с останалите части.
4.27. Циферблат
Неподвижна или подвижна част от показващо устройство, която носи една или повече скали.
Забележка. При някои показващи устройства циферблатът има форма на барабани или дискове с нанесени върху тях цифри, които се движат спрямо неподвижен показалец или прозорец.
4.28. Цифрови знаци на скала
Подредена съвкупност от цифри, свързани със скалните знаци.
4.29. Градуиране (на измерителен уред)
Операция за определяне местата на скалните знаци на измерителен уред (в някои случаи само на определени основни знаци), свързани със съответните стойности на измерваната величина.
Забележка. Термините "градуиране" и "калибриране" не са идентични.
4.30. Настройване (на измерителен уред)
Операция за привеждане на измерителния уред в състояние, подходящо за неговото използване.
Забележка. Настройването може да бъде автоматично, полуавтоматично или ръчно.
4.31. Настройване от потребителя (на измерителен уред)
Настройване чрез използване само на средствата, които са на разположение на потребителя.
5. ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ИЗМЕРИТЕЛНИ УРЕДИ
Някои от термините, които се използват за описване на характеристиките на измерителния уред, са еднакво приложими и за измерително устройство, измерителен преобразувател или измерителна система, а могат също по аналогия да се приложат към мярка или към стандартен образец.
Входният сигнал към измерителна система може да се нарече въздействие, а изходния сигнал - реакция.
В този раздел терминът "измервана величина" означава величина, която се измерва с измерителен уред.
5.1. Номинален обхват
Обхват на показания, които се получаван с точно настройване на средствата за управление на измерителен уред.
Забележки:
1. Номиналният обхват обикновено се изразява чрез неговата долна и горна граница, например "100 0 С до 200 0 С". Когато долната граница е нула, номиналният обхват обикновено се изразява само чрез неговата горна граница, например номинален обхват от 0 V до 100 V се изразява като "100 V".
2. Виж забележка 5.2.
5.2. Измерителен интервал
Модул на разликата между двете граници на даден номинален обхват.
Пример:
За номинален обхват от -10 V до +10 V измерителният интервал е 20 V.
Забележка. В някои области на науката разликата между най-голямата и най-малката стойност се нарича обхват.
5.3. Номинална стойност
Закръглена или приблизителна стойност на дадена характеристика на измерителен уред, която служи като указание за неговото използване.
Примери:
а) стойност 100 , която е означена на мярка за електрическо съпротивление;
b) стойност 1 L, означена върху колба;
c) стойност 0,1 mol/L, означаваща концентрация на разтвор на хлороводород, HCI;
d) стойност 25 0 C като точка за установяване на термостатна вана.
5.4. Измерителен обхват; работен обхват
Съвкупност на стойности на измервани величини, за които се предполага, че грешката на измерителния уред се намира в определени граници.
Забележки:
1. "Грешката" се определя спрямо действителната стойност.
2. Виж забележка 5.2.
5.5. Работни условия
Условията на използване, при които се предполага, че метрологичните характеристики на измерителния уред се намират в определени граници.
Забележка. Работните условия обикновено определят обхвати или стойности на измерваната величина и на влияещите величини.
5.6. Гранични условия
Екстремни условия, които измерителният уред трябва да може да издържи, без да се повреди и без да влоши посочените му метрологични характеристики, и когато той отново може да се използва при работни условия.
Забележки:
1. Граничните условия за съхраняване, транспорт и експлоатация могат да бъдат различни.
2. Граничните условия могат да включват граничните стойности на измерваната величина и на влияещите величини.
5.7. Предписани условия; изходни условия
Условия за използване, предписани за изпитване на функционалните характеристики на измерителен уред или за взаимно сравняване на резултати от измервания.
Забележка. Предписаните условия обикновено определят изходните стойности или изходните обхвати за влияещите величини, които въздействат на измерителния уред.
5.8. Константа на измерителен уред
Коефициент, с който трябва да се умножи прякото показание на измерителен уред, за да се получи отчетената стойност на измерваната величина или на величина, която трябва да се използва, за да се изчисли стойността на измерваната величина.
Забележки:
1. Многообхватните измерителни уреди с един дисплей имат няколко константи, които отговарят например на различни положения на превключващия механизъм.
2. Когато константата на измерителния уред е единица, тя обикновено не се означава върху уреда.
5.9. Предавателна характеристика
Зависимост между входния и съответния изходен сигнал при определени условия.
Пример: едн (електродвижещо напрежение) на термодвойка във функция на температурата.
Забележки:
1. Зависимостта може да бъде изразена чрез математическо уравнение, числена таблица или графика.
2. Когато входният сигнал се изменя като функция на времето, една от формите на предавателна характеристика е предавателната функция - трансформацията на Лаплас ( Laplace) на изходния сигнал, разделен на входния сигнал.
5.10. Чувствителност
Отношението на изменението на изходния сигнал на измерителния уред и съответното изменение на входния сигнал.
Забележка. Чувствителността може да зависи от стойността на входния сигнал.
5.11. Праг на чувствителност
Най-голямото изменение на входния сигнал, което не предизвиква различимо изменение на изходния сигнал на измерителния уред, като изменението на входния сигнал става бавно и монотонно.
Забележка. Прагът на чувствителността може да зависи например от шума (вътрешен или външен) или от триенето. Може да зависи още от стойността на входния сигнал.
5.12. Разделителна способност (на показващо устройство)
Най-малката разлика между показанията на показващо устройство, която може да бъде различена.
Забележки:
1. При цифрово показващо устройство това е промяната в показанието, когато най-малката значеща цифра се променя с една стъпка.
2. Това понятие се прилага и за регистриращо устройство.
5.13. Зона на нечувствителност
Максимален интервал, в който даден входен сигнал може да се изменя в двете посоки, без да предизвиква изменение на изходния сигнал на измерителния уред.
Забележки:
1. Интервалът на нечувствителност може да зависи от скоростта на изменение.
2. Интервалът на нечувствителност понякога преднамерено се увеличава, за да се предотврати изменението на изходния сигнал при малки изменения на входния сигнал.
5.14. Стабилност
Свойството на измерителния уред да съхранява метрологичните си характеристики постоянни във времето.
Забележки:
1. Когато стабилността се разглежда по отношение на величина, различна от времето, това трябва да се посочи изрично.
2. Стабилността може да се израз количествено по няколко начина, например:
- с времето, през което дадена метрологична характеристика се заменя с определена стойност;
- с изменението на дадена характеристика за определено време.
5.15. Устойчивост
Свойство на измерителен уред да не изменя преобразуваната стойност на измерваната величина.
Примери:
а) везните са устойчив уред за измерване на маса;
b) съпротивителен термометър, който нагрява средата, температурата на която трябва да се измери, не е устойчив.
5.16. Дрейф
Бавно изменение на метрологична характеристика на измерителния уред.
5.17. Време за реакция; време за установяване
Интервал от време между момента, когато входният сигнал се подлага на определено скокообразно изменение, и момента, когато изходният сигнал достига и остава в определените граници около неговата крайна стабилно установена стойност.
5.18. Точност на измерителен уред
Свойство на измерителен уред да дава показания, близки до истинската стойност.
Забележка. Терминът "точност" е качествена оценка.
5.19. Клас на точност
Клас на измерителни уреди, които удовлетворяват определени метрологични изисквания и са предназначени да запазват грешките в определени граници.
Забележка. Класът на точност обикновено се означава с число или знак, приети със спогодба и се нарича показател на класа.
5.20. Грешка (на показание) на измерителен уред
Разлика между показанието на измерителния уред и истинската стойност на съответната входна величина.
Забележки:
1. Тъй като истинската стойност не може да бъде определена, на практика се използва действителната стойност (вж. 1.19 и 1.20).
2. Това понятие се използва главно при сравняване на измерителен уред с изходен еталон.
3. За мярка показанието е нейната приписана стойност.
5.21. Максимално допустима грешка (на измерителен уред); граници на допустима грешка ( на измерителен уред)
Най-големите стойности на грешката, допуснати от технически спецификации, правила и др. за даден измерителен уред.
5.22. Грешка в точката за контрол (на измерителен уред)
Грешка на измерителен уред при определено показание или за определена стойност на измерваната величина, избрани за контрол на уреда.
5.23. Грешка на нулата (на измерителен уред)
Грешка в точката за контрол при нулева стойност на измерваната величина.
5.24. Основна грешка на (измерителен уред)
Грешка на измерителния уред, определена при изходни условия.
5.25. Изместване (на измерителен уред)
Систематична грешка на показанието на измерителен уред.
Забележка. Систематичната грешка на измерителен уред обикновено се оценява чрез усредняване на грешката на показанието за подходящ брой повторни измервания.
5.26. Правилност на измерителен уред; вярност на измерителен уред
Способност на измерителния уред да дава показания без систематична грешка.
5.27. Повторяемост (на измерителен уред)
Способност на измерителния уред да дава при еднакви условия на измерване твърд близки показания за повтарящо се използване на една и съща измервана величина.
Забележки:
1. Тези условия включват:
- намаляване на измененията, дължащи се на наблюдателя, до минимум;
- една и съща процедура на измерване;
- един и същ наблюдател;
- едно и също измерително съоръжение, използвано при едни и същи условия;
- едно и също място;
- повторение на измерването през кратък период от време.
2. Повторяемостта може да се изрази количествено чрез дисперсионните характеристики на показанията (вж. т. 3.9. Неопределеност - параметър, който характеризира дисперсията).
5.28. Приведена грешка (на измерителен уред)
Отношение на грешката на измерителен уред и определена стойност за този уред.
Забележка. Определена стойност обикновено се нарича нормирана стойност и може да бъде например измерителния обхват или горната граница на номиналния обхват на измерителния уред.
6.1. Еталон
Мярка, измерителен уред, стандартен образец или измерителна система, предназначени за определяне, възпроизвеждане, реализация или съхраняване на единица, на една или на повече стойности на величина, която служи като изходна.
Примери:
а) еталон за маса 1 kg;
b) еталонна мярка за електрическо съпротивление 100 ;
c) еталонен амперметър;
d) цезиев еталон за честота;
е) водороден еталонен електрод;
f)еталонен разтвор на кортизол в човешки серум, който има сертифицирана концентрация.
Забележки:
1. Съвкупност от еднородни мерки или измерителни уреди, които при съвместното им използване представляват еталон, се нарича групов еталон.
2. Съвкупност от еталони с подбрани стойности, които самостоятелно или в комбинация осигуряват редица от стойности на величините от един и същ вид, се нарича еталонен комплект.
6.2. Международен еталон
Еталон, признат с международна спогодба да служи за международна основа за определяне на стойностите на други еталони на единицата на съответната величина.
6.3. Национален еталон
Еталон, признат с правителствено решение да служи в страната като основа за определяне на стойностите на други еталони на съответната величина.
6.4. Първичен еталон
Еталон, посочен или широко признат като еталон с най-високи метрологични качества, чиято стойност се приема без сравняване с други еталон на същата величина.
Забележка. Определението за първичен еталон е еднакво валидно за основните величини и за производните величини.
6.5. Вторичен еталон
Еталон, стойността на който се определя чрез сравняване с първичен еталон на същата величина.
6.6. Изходен еталон
Еталон, обикновено с най-високи метрологични качества за дадено място или в дадена организация, от който произлизат извършените измервания.
6.7. Работен еталон
Еталон, който се използва текущо за калибриране, проверка на мярка, измерителен уред или стандартен образец.
Забележки:
1. Работният еталон обикновено се калибрира с изходен еталон.
2. Работен еталон, който се използва текущо да осигурява правилно извършване на измерванията, се нарича контролен еталон.
6.8. Еталон за сравняване
Еталон, използван като посредник за сравняване на еталони.
Забележка. Терминът устройство за сравняване се използва, когато посредникът не е еталон.
6.9. Транспортируем еталон; преносим еталон
Еталон, понякога със специална кострукция, предназначен за транспортиране на различни места.
Пример: Преносим цезиев еталон за честота с акумулаторно захранване.
6.10. Проследимост
Свойство на резултат от измерване или стойност на еталон, които могат да бъдат свързани с установени еталони, обикновено международни или национални, чрез непрекъсната верига от сравнения, които имат обявени неопределености.
Забележки:
1. Терминът често се изразява чрез прилагателното проследим.
2. Непрекъсната верига от сравнения се нарича верига на проследимост.
6.11. Калибриране
Съвкупност от действия, които при определени условия установяват зависимостта между стойностите на величината, показани от измерителен уред, измерителна система или стойностите са представени от мярка или стандартен образец и съответните стойности, реализирани от еталоните.
Забележки:
1. Резултатът от калибриране позволява да се припишат на показанията стойности на измерваните величини или да се определят поправки на показанията.
2. С калибриране също могат да бъдат определен и други метрологични характеристики, такива като ефектът от влияещите величини.
3. Резултатът от калибриране може да бъде записан в документ, който понякога се нарича свидетелство (сертификат) или протокол за калибриране.
6.12. Съхраняване на еталон
Съвкупност от действия, необходими за запазване на метрологичните характеристики на даден еталон в подходящи граници.
Забележка. Тези действия обикновено включват периодично калибриране, съхраняване при подходящи условия и предпазни мерки при използване.
6.13. Стандартно вещества; стандартен образец (RM)
Материал или вещество, на което едно или повече свойства са достатъчно хомогенни и добре установени, за да се използват за калибриране на апарат за измерване, за оценяване на метод за измерване или за приписване на стойности на материали.
Забележка. Стандартното вещество може да бъде под формата на чисто вещество, чист газ или смес от газове, течност или твърдо тяло.
Примери: вода за калибриране на вискозиметри, сапфир като материал за калибриране за топлинен капацитет в калориметрията и разтвори, използвани за калибриране в химичния анализ.
Това определение, включително и забележката, са взети от Ръководство ISO 30:1992.
6.14. Сертифицирано стандартно вещество; сертифициран стандартен образец (CRM)
Стандартно вещество, придружено със свидетелство (сертификат), на което една или повече стойности на свойствата му са сертифицирани с процедура, която установява проследимост към точното реализиране на единицата, с която се изразяват стойностите на всяко свойство, като всяка сертифицирана стойност се придружава от неопределеност с посочена доверителна вероятност.
Забележки:
1. Определението на "свидетелство на сертифицирано стандартно вещество" е дадено в 4.2. (Този термин е даден в Ръководство ISO 30:1992).
2. Сертифицираните стандартни образци обикновено се подготвят на партиди, чиито стойности на свойството се определят в рамките на установени граници за неопределеността чрез измерване на представителни извадка от цялата партида.
3. Сертифицираните свойства на сертифицираните стандартни вещества понякога удобно и надеждно се реализират, когато материалът се постави в специално изработено устройство, например: вещество с известна тройна точка - в ампула за тройна точка, стъкло с известна оптична плътност - в пропускащ филтър, сфери с еднакъв размер на частиците, нанесени върху пластина (предметно стъкло) на микроскоп. Такива устройства също могат да се разглеждат като сертифицирани стандартни вещества.
4. Всички сертифицирани стандартни вещества се включват в определението за "еталони", дадено в 6.1. на Международния речник на основни и общи термини по метрология.
5. Някои стандартни вещества и сертифицирани стандартни вещества имат свойства, по причина на които не могат да се свържат с установена химична структура или по други причини не могат да се определят с точно дефинирани химични и физични методи за измерване. Такива материали включват някои биологични вещества, като ваксини, към които е приписана международна единица от Международната здравна организация.
Това определение, включително забележките, са взети от Ръководство ISO 30:1992.
[1] BIPM: The international Sistem of Units, SI.
[2] ISO 31 Quantities and Units - Parts 0 to 13.
[3] ISO 1000:1992 SI units and recommendations for the use of their multiples and of centrain other units.
[4] ISO 30:1992 Terms and definitions used in connection with reference materials
[5] ISO 3534:1993 Statistics - Vocabulari and symbols - Part 1: Probability and general statistical terms.
[6] IEC Publication 50: International Electrotechnical Vocabulary - Chapters 11, 151, 301, 302 and 303.
[7] OIML: Vocabulary of Legal Metrology.
[8] IUPAP: Symbols, Units, Nomenclature and Fundamental Constants in Physics. Document I.U.P.A.P.-25 (SUNAMCO 87-1).
[9] IUPAC: Quantities and Symbols in Physical Chemistry.
[10] Guide to the expression of uncertainty in meassurement.
[Публикувано от ISO от името на BIPM, IEC, IFCC, IUPAC и IUPPAP].
[11] IFCC/IUPAC: Approved recommendation /1978./. Quantities and units in clinical chemistry. Clin Acta 1979:96:157F-83F.