Образцовое средство измерения: Образцовое средство измерения 4 буквы

Основные понятия, связанные со средствами измерений

Средством измерения (СИ) называется техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Средства измерения классифицируют по следующим признакам:

по конструктивному исполнению;

метрологическому назначению;

уровню стандартизации.

По конструктивному исполнению СИ подразделяются на: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки, измерительные системы.

Мера — это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Например: гиря — мера массы, резистор — мера электрического сопротивления.

Измерительный преобразователь — это средство измерения, предназначенное для выработки измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но недоступной для непосредственного восприятия наблюдателем (термопара, частотный преобразовател ь).

Измерительные преобразователи могут быть первичными, к которым подведена измеряемая величина, и промежуточными, которые располагаются в измерительной цепи за первичными. Примерами первичных измерительных преобразователей являются термопары, датчики.

Измерительный прибор — средство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне (рН-метры, весы, фото-электроколориметры и т.д.).

Под измерительной установкой понимают совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, преобразователей) и вспомогательных устройств для выработки сигналов информации в форме, удобной для восприятия и расположенных в одном месте (испытательный стенд).

Измерительная система — это совокупность средств измере-ний и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерения одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству (контролирующие, управляющие системы с ЭВМ).

По метрологическому назначению СИ подразделяются на рабочие и метрологические. Рабочие средства измерения предназначены непосредственно для измерений в различных сферах деятельности, а именно в науке, технике, в производстве, медицине, то есть там, где необходимо получить значение той или иной физической величины. Метрологическое средство измерения предназначено для метрологических целей: воспроизведения единицы и ее хранения или передачи размера единицы рабочим СИ. К ним относятся эталоны, образцовые СИ, поверочные установки, стандартные образцы.

По уровню стандартизации различают стандартизованные и нестандартизованнные средства измерения. Стандартизованными считаются средства измерения, изготовленные в соответствии с требованиями государственного стандарта и соответствующие техническим характеристикам установленного типа средств измерения, полученным на основании государственных испытаний, и внесенные в Государственный реестр СИ. Нестандартизованные — уникальные средства измерения, предназначенные для специальной измерительной задачи, в стандартизации требований к которым нет необходимости. Они не подвергаются государственным испытаниям, а подлежат метрологической аттестации.

Метрологическое средство измерения чаще именуется «эталон».

Чтобы обеспечить единство измерений, необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерений одной и той же физической величины. Для этого применяют средства измерений, хранящие и воспроизводящие установленные единицы физических величин и передающие их соответствующим средствам измерений. Высшим звеном в метрологической передаче размеров единиц являются эталоны.

Эталон единицы — средство измерений (или комплекс средств), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в установленном порядке в качестве эталона.

Эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью, называется первичным.

Специальный эталон воспроизводит единицу в особых условиях и заменяет при этих условия первичный эталон.

Первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется государственным.

В метрологической практике широко используют вторичные эталоны, значения которых устанавливается по первичным эталонам. Вторичные эталоны являются частью подчиненных средств хранения единиц и передачи их размера. Они создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для обеспечения наименьшего износа государственного эталона.

Вторичные эталоны по своему назначению делятся на эталоны-копии, эталоны сравнения, эталоны-свидетели и рабочие эталоны.

Эталон-копия предназначен для передачи размеров единиц рабочим эталонам. Он не всегда является физической копией государственного эталона.

Эталон-свидетель предназначен для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.

Эталон сравнения применяют для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друге другом (например, так называемый нормальный элемент, используемый для сличения государственного эталона Вольта с эталоном Вольта Международного бюро мер и весов).

Рабочий эталон применяют для передачи размера единицы образцовым средствам измерений высшей точности, а в отдельных случаях — наиболее точным средствам измерений.

Образцовое средство измерения — мера, измерительный прибор или измерительный преобразователь, служащие для поверки по ним других средств измерений и утвержденные в качестве образцовых.

Поверка средств измерений — определение метрологическим органом погрешности средств измерений и установления его пригодности к применению.

Образцовые средства измерений могут иметь разные разряды. Между ними существует соподчиненность: образцовые средства измерений первого разряда поверяют, как правило, непосредственно по рабочим эталонам, образцовые средства измерений второго и последующих разрядов подлежат поверке по образцовым средствам измерений непосредственно предшествующих разрядов. Для разных видов измерений устанавливается, исходя из требований практики, различное число разрядов образцовых средств измерений.

Рабочее средство измерений применяют для измерений, не связанных с передачей размеров единиц.

Средство измерений — техническое средство, имеющее нормированные метрологические характеристики. Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального назначения. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, называются метрологическими характеристиками. Перечень важнейших из них регламентируется ГОСТ «Нормируемые метрологические характеристики средств измерений». Комплекс нормируемых метрологических характеристик устанавливается таким образом, чтобы с их помощью можно было оценить погрешность измерений, осуществляемых в известных рабочих условиях эксплуатации, посредством отдельных средств измерений или совокупности средств измерений, например, автоматических измерительных систем.

Одной из основных метрологических характеристик измерительных преобразователей является статическая характеристика преобразования (иначе называемая функцией преобразования или градуировочной характеристикой). Она устанавливает зависимость y = f(x) информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра х входного сигнала. Если статическая характеристика преобразования линейна, т.е. у= Кх, то коэффициент К называется чувствительностью измерительного прибора (преобразователя).

Важной характеристикой шкальных измерительных приборов является цена деления, т.е. то изменение измеряемой величины, которому соответствует перемещение указателя

на одно деление шкалы. Если чувствительность постоянна в каждой точке диапазона измерения, то шкала называется равномерной. При неравномерной шкале нормируется наименьшая цена деления шкалы измерительных приборов. У цифровых приборов шкалы в явном виде нет, и на них вместо цены деления указывается цена единицы младшего разряда числа в показании прибора.

Важнейшей метрологической характеристикой средств измерений является погрешность.

Под абсолютной погрешностью меры понимается алгебраическая разность между ее номинальным Х_ни действительным Х_Дзначениями:

а под абсолютной погрешностью измерительного прибора — разность между его показанием Х_Пи действительным значением Х_пизмеряемой величины:

Однако в большей степени точность средства измерений характеризует относительная погрешность, т.е. выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой или воспроизводимой данным средством измерений величины:

Обычно лямда << 1, поэтому в формулу (10.3) вместо действительного значения часто может быть подставлено номинальное значение меры или показание измерительного прибора.

Под нормированием метрологических характеристик понимается количественное задание определенных номинальных значений и допустимых отклонений от этих значений. Нормирование метрологических характеристик позволяет оценить погрешность измерения, достичь взаимозаменяемости средств измерений, обеспечить возможность сравнения средств измерений между собой и оценку погрешностей измерительных систем и установок на основе метрологических характеристик входящих в их состав средств измерений. Именно нормирование метрологических характеристик отличает средство измерений от других подобных технических

средств (например, измерительный трансформатор от силового трансформатора). Для каждого вида СИ, исходя из их специфики и назначения, нормируется определенный комплекс метрологических характеристик, указываемый в нормативно-технической документации на СИ. В этот комплекс должны включатся такие характеристики, которые позволяют определить погрешность данного СИ в известных рабочих условиях его применения. Общий перечень основных нормируемых метрологических характеристик СИ, формы их представления и способы нормирования установлены в ГОСТ 8.009—72. В него входят:

— пределы измерений, пределы шкалы;

— цена деления равномерной шкалы аналогового прибора или многозначной меры, при неравномерной шкале — минимальная цена деления;

— выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда цифровых СИ;

—  номинальное значение однозначной меры, номинальная статическая характеристика преобразования измерительного преобразователя;

— погрешность СИ;

—  вариация показаний прибора или выходного сигнала преобразователя;

—  полное входное сопротивление измерительного устройства;

—  полное выходное сопротивление измерительного преобразователя или меры;

— неинформативные параметры выходного сигнала измерительного преобразователя или меры;

— динамические характеристики СИ;

— функции влияния;

—  наибольшие допустимые изменения метрологических характеристик СИ в рабочих условиях применения.

Нормирование метрологических характеристик необходимо для решения следующих задач:

—  придание всей совокупности однотипных СИ требуемых одинаковых свойств и уменьшение их номенклатуры;

—  обеспечение возможности оценки инструментальных погрешностей и сравнения СИ поточности;

—  обеспечение возможности оценки погрешности измерительных систем по погрешностям отдельных СИ. Погрешности, присущие конкретным экземплярам СИ, устанавливаются только для образцовых СИ при их аттестации.

В соответствии с ГОСТ все средства измерений делятся на шесть видов: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, вспомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы. Наиболее многочисленной группой средств измерений являются измерительные приборы и преобразователи, которые обобщенно называются измерительными устройствами (ИУ). В силу большого разнообразия их классифицируют по различным признакам:

по используемым физическим процессам ИУ разделяют на механические, электромеханические, электронные, оп-тоэлектронные и т. п.;

по физической природе измеряемой величины различают вольтметры, амперметры, термометры, манометры, уровнемеры, влагомеры и т.д.;

по виду измеряемой величины или сигнала измерительной информации, а также по способу обработки сигнала приборы делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых приборах показания являются непрерывной функцией измеряемой величины, т.е. могут так же, как и измеряемая величина, принимать бесконечное множество значений. При этом во время показания могут быть как непрерывной, так и дискретной (прерывистой) функцией измеряемой величины, т.е. различают приборы непрерывного и дискретного действия.

В цифровом приборе непрерывная по размеру и во времени величина преобразуется в дискретную, квантуется, кодируется, и цифровой код отображается на цифровом отсчетном устройстве. В результате показания цифрового прибора являются дискретными во времени и квантованными по размеру, т.е. могут принимать лишь конечное число значений.

Внешним признаком аналоговых или цифровых приборов является наличие аналогового или цифрового показывающего или регистрирующего устройства. Соответственно приборы принято также разделять на показывающие, допускающие только отсчитывание показаний, и регистрирующие, в которых предусмотрена автоматическая регистрация показаний. Среди последних, в свою очередь, различают самопишущие и печатающие. В самопишущих приборах (являющихся аналоговыми) показания измеряемых значений величины записываются в виде графика осциллограммы, показывающей изменение значения величины во времени. В печатающих приборах (являющихся цифровыми) результаты измерений печатаются в цифровой форме.

Аналоговые показывающие устройства электронных при боров обычно представляют собой электромеханический преобразователь и аналоговое отсчетное устройство. Послед нее состоит из шкалы, проградуированной с помощью мерь и играющей роль меры при измерении, и указателя, соверша ющего линейное или угловое перемещение. В качестве указателя используются либо стрелка, либо луч света.

Цифровое отсчетное устройство обычно состоит из цифровых знаковых индикаторов, обеспечивающих воспроизведение десятичных цифр, и алфавитных индикаторов, позволяющих указать единицу измеряемой величины. В цифровы> регистрирующих приборах, как правило, осуществляется печатание показаний с помощью алфавитно-цифровых печатающих устройств со скоростью до 10³ знаков в секунду. Для долговременного хранения информации используются также различные виды запоминающих устройств.

Цифровое отсчетное или регистрирующее устройство никак не ограничивает точность цифрового прибора, так как цифровой код без какой-либо погрешности может быть изображен на цифровом отсчетном устройстве.

Однако не всегда цифровое отсчетное или регистрирующее устройство лучше аналогового. При большом числе одновременно измеряемых величин (контроль сложного объекта) показания аналоговых приборов воспринимаются легче, так как независимо от цифр на шкале пространственное положение указателя и характер его перемещения или осциллограмма регистрируемого процесса позволяет более оперативно проводить анализ контролируемого процесса.

Для показывающих приборов обычно не требуется высокого быстродействия в силу ограниченности возможностей оператора при приеме информации.

По структурному принципу различают измерительные устройства прямого действия (преобразования), в которых реализуется метод непосредственной оценки; измерительные устройства, работа которых основана на методе сравнения. В измерительных приборах прямого действия преобразование сигнала происходит в одном направлении последовательно. Операция сравнения осуществляется с помощью сравнивающего устройства (СУ), в котором обычно одна величина вычитается из другой. Используя выходной сигнал СУ, с помощью преобразователя можно управлять мерой и реализовать нулевой метод сравнения. В связи с тем что в измерительных устройствах, основанных на методе сравнения, измеряемая

величина уравновешивается (компенсируется) величиной, воспроизводимой мерой, их также называют измерительными устройствами с уравновешивающим (компенсационным) преобразователем. Измерительные устройства в общем случае имеют более высокую точность за счет использования меры. Отмечают также различие требований к отдельным преобразователям измерительных устройств с точки зрения обеспечения измерительных устройств. Так, в ИУ непосредственной оценки общий коэффициент передачи К = К1 К2 и его точность определяются соответствующей точностью всех преобразователей.

По структурным признакам ИУ также можно классифицировать по числу каналов и по временной последовательности преобразований входных сигналов. В зависимости от числа входных сигналов, несущих информацию об измеряемой величине, ИУ бывают с одним (например, вольтметр), двумя (фазометр) и более входами, т.е. соответственно одно-, двух- и многоканальными. В зависимости от временной последовательности преобразований входных сигналов (если их более двух) различают ИУ с одновременным (параллельным) и последовательным преобразованием. При последовательном преобразовании сигналы обрабатываются поочередно, причем за цикл измерения каждый сигнал через входное переключающее устройство (коммутатор) подается на вход преобразователя один раз. Разновидностью последовательного преобразователя является периодическое устройство, когда за время одного цикла измерения сигналы переключаются многократно. Последовательное преобразование позволяет уменьшить аппаратурные затраты за счет перехода от многоканальной структуры к одноканальной с входным коммутатором.

книга «МАНОМЕТРЫ» от НПО «ЮМАС»

НЕКОТОРЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПО ИЗМЕРЕНИЯМ, МЕТРОЛОГИИ

И МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЕ [39 и др.]

Абсолютная погрешность измерения – погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины.

Аккредитация лабораторий – официальное признание того, что лаборатория субъекта хозяйствования правомочна осуществлять поверку или калибровку конкретных типов или видов средств измерений.

Аналоговый измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, преобразующий одну аналоговую величину в другую, например в выходной измерительный сигнал.

Аналоговый измерительный прибор – измерительный прибор, показания которого являются непрерывной функцией измерений измеряемой величины.

Аналого-цифровой измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровой код.

Ведомственная поверка средства измерений – поверка средства измерений, производимая ведомственными органами метрологической службы.

Вид средства измерений – это совокупность средств измерений, предназначенных для измерения данной физической величины/6/.

Влияющая физическая величина – физическая величина, не являющаяся измеряемой данным средством измерений, но оказывающая влияние на результаты измерений этим средством.

Внеочередная поверка средства измерений – поверка средства измерений, производимая до наступления срока его очередной периодической поверки.

Входной сигнал средства измерений – сигнал, поступающий на вход средства измерений.

Выходной сигнал средства измерений – сигнал, получаемый на выходе средства измерений.

Государственная поверочная схема – поверочная схема, распространяющаяся на все средства измерений данной физической величины/6/.

Государственная поверка средства измерений – поверка средства измерений, производимая органами Государственной метрологической службы.

Государственные испытания средств измерений – экспертиза технической документации на вновь разрабатываемые средства измерений и их экспериментальные исследования, проводимые органами государственной метрологической службы или по их поручению, для определения степени соответствия средств измерений установленным нормам, потребностям народного хозяйства и современному уровню развития приборостроения, а также целесообразности их производства.

Государственный эталон единицы величины – эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации/5/.

Государственный метрологический контроль — деятельность, осуществляемая государственной метрологической службой по утверждению типа средств измерений, поверке средств измерений (включая рабочие эталоны), по лицензированию деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений/6/.

Государственный метрологический надзор — деятельность, осуществляемая государственной метрологической службой по надзору за выпуском, состоянием и применением средств измерений (включая рабочие эталоны), за аттестованными методиками измерений, соблюдением метрологических правил и норм, за количеством товаров при продаже, а также за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже /6/.

Государственный первичный эталон – первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства/6/.

Градуировка средств измерений – определение градуировочной характеристики средства измерений/6/.

Градуировочная характеристика средства измерений – это зависимость между значениями величин на входе и выходе средства измерений, полученная экспериментально/6/.

Действительное значение физической величины – значение физической величины, определенное экспериментальным путем и максимально приближенное к истинному значению и которое в поставленной измерительной задаче может его заменить.

Деление шкалы – это промежуток между двумя соседними отметками шкалы средства измерений/6/.

Деформационный манометр – манометр, принцип действия которого основан на зависимости деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления/10/.

Диапазон измерений – область значения измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений/4/.

Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы/4/.

Динамическая погрешность средства измерений – разность между погрешностью средства измерений в динамическом режиме и его статической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени.

Длина деления шкалы – это расстояние между осями (или центрами) двух соседних отметок шкалы, измеренной вдоль воображаемой линии, проходящей через середины самых коротких отметок шкалы/6/.

Длина шкалы – расстояние между крайними отметками шкалы, отсчитанное по дуге окружности или по прямой линии, проходящей через середины наименьших отметок /4/.

Дрейф показаний средства измерений – это изменение показаний средства измерений во времени, обусловленное изменением влияющих величин или других факторов/6/.

Зона нечувствительности средства измерений – это диапазон значений измеряемой величины, в пределах которого ее изменения не вызывают выходного сигнала средства измерений/6/.

Единица физической величины – физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1.

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью/5/.

Законодательная метрология – раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимости точности измерений в интересах общества/6/.

Значение физической величины – оценка размера физической величины в виде какого-то числа принятых единиц измерения.

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

Измерение физической величины – совокупность операций по сравнению измеряемой величины с единицей физической величины и представление ее в форме, наиболее удобной для использования.

Измерительная информация – информация о значениях измеряемых физических величин.

Измерительное устройство – часть измерительного прибора или измерительной системы, имеющая выделенную обособленную конструкцию и назначение.

Измерительный контроль – контроль, осуществляемый с применением средств измерений/6/.

Измерительный механизм средства измерений – часть элементов средства измерений, которые вызывают необходимое перемещение указателя, например стрелки.

Измерительный преобразователь – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки, хранения, но не воспринимающийся визуально.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительный прибор прямого действия – измерительный прибор, в котором предусмотрено одно или несколько преобразований сигнала измерительной информации в одном направлении (без применения обратной связи).

Измерительный прибор сравнения – измерительный прибор, предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с известной.

Индикатор – техническое средство или вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения/6/.

Инспекционная поверка – поверка средства измерений, производимая при ревизии средств измерений.

Инструментальная погрешность измерения – составляющая погрешности измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств измерений.

Испытания средств измерений – обязательные испытания образцов средств измерений в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора с целью утверждения типа средств измерений/6/.

Истинное значение физической величины – значение физической величины, идеально отражающее качественные и количественные отношения, соответствующие этому

параметру.

Исходный эталон – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений/6/.

Калибровка средств измерений – совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого средства измерений/6/.

Компаратор – средство сравнения, предназначенное для сличения мер однородных величин/6/.

Конечное значение шкалы – это наибольшее значение измеряемой величины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений/6/.

Косвенное измерение – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной/6/.

Коэффициент преобразования измерительного преобразователя – отношение сигнала на выходе измерительного преобразовательного преобразователя, отображающего измеряемую величину, к вызывающему его сигналу на входе преобразователя.

Манометр с вялой мембраной – деформационный манометр, в котором измеряемое давление воспринимается вялой мембраной и преобразуется в силу, уравновешиваемую дополнительным устройством/10/.

Мембранный манометр – деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является мембрана или мембранная коробка/10/.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Метод поверки средства измерений – метод передачи размера единицы от вышестоящих в поверочной схеме средств измерений нижестоящим.

Метод непосредственной оценки – метод измерений, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Метод сравнения с мерой – метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Метрологическая аттестация средств измерений – признание метрологической службой узаконенным для применения средства измерений единичного производства (или ввозимого единичными экземплярами из-за границы) на основании тщательных исследований его свойств/6/.

Метрологическая исправность средства измерений – это состояние средства измерений, при котором все нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям/6/.

Метрологическая надежность средства измерений – это надежность средства измерений в части сохранения его метрологической исправности/6/.

Метрологическая служба – служба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и для осуществления метрологического контроля и надзора/6/.

Метрологическая характеристика средства измерений – это характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность/6/.

Метрологическая экспертиза – анализ и оценивание экспертами –метрологами правильности применения метрологических требований, правил и норм, в первую очередь связанных с единством и точностью измерений/6/.

Метрологические измерения – измерения с использованием эталонов и образцовых средств измерений для целей воспроизведения единиц физических величин и передачи их размера рабочим средствам измерений.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности/6/.

Начальное значение шкалы – это наименьшее значение измеряемой величины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений/6/.

Наблюдение при измерении – действия, проводимые по отсчету показаний средства измерения.

Неравномерная шкала – шкала с делениями непостоянной длины, а в некоторых случаях и с непостоянной ценой деления.

Нормальное рабочее положение – положение прибора с вертикальным расположением циферблата (допускаемое отклонение ±5^о в любую сторону)/4/.

Нормальные условия применения средств измерений – условия, при которых влияющие величины имеют нормальные значения или находятся в пределах нормальной области значений.

Нулевой метод измерений – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля.

Образцовое средство измерений (терминология в настоящее время не применяется)– мера, измерительный прибор или измерительный преобразователь, служащие для поверки по ним других средств измерений.

Основная единица физической величины – единица основной физической величины, выбранная произвольно и утвержденная соответствующим государственным органом стандартизации.

Отметка шкалы – знак на шкале средства измерений (черточка, зубец, точка и др.), соответствующий некоторому значению измеряемой физической величины/6/.

Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины.

Первичная поверка средства измерений – первая поверка средства измерений, производимая при выпуске его из производства или ремонта.

Первичный измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, к которому подведена измеряемая величина, т. е. первый в измерительной цепи со стороны измеряемой величины.

Первичный эталон – эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью/6/.

Переменное давление – давление, плавно и многократно возрастающее и убывающее по любому периодическому закону со скоростью от 1 до 10% диапазона показаний (записи) в секунду/4/.

Периодическая поверка средства измерений – поверка средства измерений, производимая при его эксплуатации и хранении через определенные промежутки времени.

Печатающий измерительный прибор – регистрирующий измерительный прибор, в котором предусмотрено печатание показаний в цифровой форме.

Поверитель – специалист поверочной лаборатории, проводящий поверку измерительных средств и имеющий соответствующее удостоверение.

Поверительное клеймо – знак, наносимый на средства измерений и удостоверяющий фактор их поверки и признания годными к применению.

Поверка средства измерения – определение метрологическим органом погрешностей средств измерений и установление его пригодности к применению.

Поверочная схема для средств измерений – нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим средствам измерений (с указанием методов и погрешностей при передаче)/6/.

Поверочная установка – измерительная установка, укомплектованная рабочими эталонами и предназначенная для поверки других средств измерений и подчиненных рабочих эталонов/6/.

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Погрешность поверки – погрешность измерений при поверке средств измерения.

Подтверждение типа средств измерений – правовой акт органов государственной метрологической службы, заключающийся в признании соответствия выпускаемых серийно средств измерений ранее утвержденному типу.

Показывающий измерительный прибор – измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний.

Постоянное давление — давление, не изменяющееся или плавно изменяющееся по времени со скоростью не более 1% диапазона показаний (записи) в секунду/4/.

Предел измерений – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений.

Промежуточный измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, находящийся в цепи после первичного преобразователя.

Принцип измерений – совокупность физических явлений, на которых основаны измерения.

Принцип действия средства измерений – физический принцип, положенный в основу построения средств измерений данного вида.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины определяют непосредственно из опытных данных.

Пульсирующее давление – давление, многократно возрастающее и убывающее по любому периодическому закону со скоростью свыше 10% диапазона показаний (записи) в секунду/4/.

Равномерная шкала – шкала с делениями постоянной длины и с постоянной ценой деления.

Рабочее средство измерений – средство измерений, применяемое для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

Рабочие условия применения средств измерений – условия, при которых значения влияющих величин находятся в пределах рабочих областей.

Рабочий эталон – эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений/6/.

Размерность физических величин – выражение, отражающее связь величины с основными величинами системы, в котором коэффициент пропорциональности принят равным 1.

Регистрирующий прибор – измерительный прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний.

Результат наблюдения – значение величины, получаемое при отдельном наблюдении.

Результат измерения – значение величины, найденное путем ее измерения.

Самопишущий измерительный прибор – регистрирующий измерительный прибор, в котором предусмотрена запись показаний в форме диаграммы.

Сертификат об утверждении типа средств измерений – документ, выдаваемый уполномоченным на то государственным органом, удостоверяющий, что данный тип средств измерений утвержден в порядке, предусмотренном действующим законодательством, и соответствует установленным требованиям/5/.

Сертификат о калибровке – документ, удостоверяющий факт и результаты калибровки средств измерений, который выдается организацией, осуществляющей калибровку/5/.

Сигнал измерительной информации – сигнал, функционально связанный с измеряемой физической величиной.

Сигнализатор давления – средство контроля, начинающее или прекращающее выдавать выходной сигнал при достижении заданного давления/10/.

Сильфонный манометр – деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является сильфон/10/.

Система единиц физических величин – совокупность основных и производных единиц, созданная в соответствии с принятыми принципами для заданной системы физических величин.

Система физических величин – совокупность физических величин, связанных между собой зависимостями.

Систематическая погрешность измерения – составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.

Системная единица физической величины – основная или производная единица системы единиц.

Сличение средства измерений – сравнение средства измерений с эталонным или образцовым средством измерений того же вида для определения систематических погрешностей.

Случайная погрешность измерения – составляющаяся погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Смещение нуля – показание средства измерений, отличное от нуля, при входном сигнале, равном нулю/6/.

Среднее квадратическое отклонение результата наблюдения – параметр функции распределения результатов наблюдений, характеризующий их рассеивание и равный корню квадратному из дисперсии результата наблюдения.

Средства поверки – это эталоны, поверочные установки и другие средства измерений, применяемые при поверке в соответствии с установленными правилами/6/.

Средство измерения – техническое устройство, предназначенное для измерений/5/.

Сходимость измерений – качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.

Технические измерения – измерения с помощью рабочих средств измерений.

Тип средства измерений – это совокупность средств измерений одного и того же назначения, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической документации/6/.

Точностные характеристики – характеристики свойств изделий, оказывающие влияние на соответствие реализуемых функций номинальным функциям изделия/12/.

Точность измерений – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Транспортируемый эталон – эталон(иногда специальной конструкции), предназначенный для его транспортирования к местам поверки (калибровки) средств измерений или сличений эталонов данной единицы/6/.

Трубчато-пружинный манометр — это деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина/10/.

Узкопредельный манометр – манометр с безнулевой шкалой/4/.

Утверждение типа средств измерений – решение (уполномоченного на это государственного органа управления) о признании типа средств измерений узаконенными для применения на основании результатов их испытаний государственным научным метрологическим центром или другой специализированной организацией, аккредитованной Госстандартом страны/6/.

Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них/6/.

Физический параметр – физическая величина, рассматриваемая при измерении данной физической величины как вспомогательная/6/.

Хранение единицы – совокупность операций, обеспечивающих неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерений/6/.

Цена деления шкалы – это разность значения величины, соответствующим двум соседним отметкам шкалы средства измерений/6/.

Цифровой измерительный прибор – измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме.

Цифроаналоговый измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования числового кода в аналоговую величину.

Числовая отметка шкалы – это отметка шкалы средства измерений, у которого проставлено число/6/.

Чувствительность средства измерений – это свойство средства измерений, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины/6/.

Чувствительный элемент средства измерений – часть первого в измерительной цепи измерительного преобразователя, воспринимающая входной измерительный сигнал.

Шкала средства измерения – часть показывающего устройства средства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ними нумерацией/6/.

Эталон единицы величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины/5/.

Юстировка средств измерений – совокупность операций по доведению погрешностей средств измерений до значений, соответствующих техническим требованиям 

  Приложение 2

Таблица приставок к единицам измерения СИ

Приложение 3

Физические свойства разделительных жидкостей

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

PAGE  9

2.1. Определение понятий метрология, стандартизация, сертификация

Метрология — наука об измерениях, о способах достижения требуемой точности и достоверности, корректной записи результатов, об обеспечении единства измерений.

Стандартизация — системная деятельность в любой области и на любом уровне, основанная на системе стандартов.

Сертификация — подтверждение соответствия требованиям, изложенным в нормативных документах, как правило, в стандартах.

2.2. Технические измерения, классификация

Измерения могут быть классифицированы по метрологическому назначению на три категории:

•  ненормированные,
•  технические,
•  метрологические.

Ненормированные — измерения при ненормированных метрологических характеристиках.

Технические — измерения при помощи рабочих средств измерений.

Метрологические — измерения при помощи эталонов и образцовых средств измерений.

Ненормированные измерения наиболее простые. В них не нормируются точность и достоверность результата. Поэтому область их применения ограничена. Они не могут быть применены в области, на которую распространяется требование единства измерений. Каждый из нас выполнял ненормированные измерения длины, массы, времени, температуры не задумываясь о точности и достоверности результата. Как правило, результаты ненормированных измерений применяются индивидуально, т.е. используются субъектом в собственных целях.

Технические измерения удовлетворяют требованиям единства измерений, т. е. результат бывает получен с известной погрешностью и вероятностью, записывается в установленных единицах физических величин, с определенным количеством значащих цифр. Выполняются при помощи средств измерений с назначенным классом точности, прошедших поверку или калибровку в метрологической службе. В зависимости от того, предназначены измерения для внутрипроизводственных целей или их результаты будут доступны для всеобщего применения, необходимо выполнение калибровки или поверки средств измерений. Средство измерений, прошедшее калибровку или поверку, называют рабочим средством измерений. Примером технических измерений является большинство производственных измерений, измерение квартирными счетчиками потребленной электроэнергии, измерения при взвешивании в торговых центрах, финансовые измерения в банковских терминалах. Средство измерений, применяемое для калибровки других средств измерений, называют образцовым средством измерений. Образцовое средство измерений имеет повышенный класс точности и хранится отдельно, для технических измерений не применяется.

Метрологические измерения не просто удовлетворяют требованиям единства измерений, а являются одним из средств обеспечения единства измерений. Выполняются с целью воспроизведения единиц физических величин для передачи их размера образцовым и рабочим средствам измерений. Метрологические измерения выполняет метрологическая служба в стандартных условиях, сертифицированным персоналом.

По способу нахождения числового значения измеряемой величины измерения подразделяются на: прямые, косвенные, совместные и совокупные.

Прямые измерения – это измерения, при которых искомое значение величины у находят непосредственно из опытных данных х, т.е. у=х.

Косвенные измерения – это измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной математической зависимости между этой величиной и величинами-аргументами, полученными при прямых измерениях. Например, измерение мощности Р по измеренным значениям тока I и сопротивления R: P=R·I2.  

Совместные измерения – это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними.

Совокупные измерения – это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемой при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

2.3 Основные элементы процесса измерения

Объект измерения – это физическая величина, которая подлежит измерению, например частота передатчика, напряжение выпрямителя.

Средства измерений – это технические средства, используемые для целей измерений и имеющие нормированную точность. Средства измерений образуют основу измерительной техники.

Принцип измерений составляет совокупность физических явлений, на которых основаны измерения.

Метод измерений представляет собой совокупность приемов, принципов и средств измерений, обеспечивающую сравнение измеряемой величины с единицей.

Условия измерений характеризуются наличием влияющих величин. Влияющими величинами могут быть высокие и низкие температуры, вибрации и ускорение, повышенное и пониженное давление, электрические и магнитные поля и т.д. Влияние этих величин на средства измерений должно быть изучено, учтено или исключено.

Человек-оператор – лицо, проводящее измерения (субъект измерения).

2.4 Классификация средств измерений

Рассмотрим классификацию средств измерений по различным признакам:

1) классификация средств измерений по их роли, выполняемой в процессе измерений

Меры – средства измерений, которые служат для воспроизведения физических величин заданного размера. Применяются меры однозначные, воспроизводящие физическую величину одного размера (например, конденсатор постоянной емкости) и меры многозначные, воспроизводящие ряд одноименных величин различного размера (конденсатор переменной емкости, магазин сопротивлений).

Измерительные преобразователи – средства измерения, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Измерительный преобразователь осуществляет измерительное преобразование, т.е. операцию преобразования измеряемой величины в такой выходной сигнал, при котором возможно последующее измерение его информативного параметра с заданной точностью. Физической сущностью измерительного преобразования является преобразование и передача энергии, в частности, преобразование одного вида энергии в другой.

Различают следующие группы измерительных преобразователей: первичный (датчик), к которому подводится измеряемая величина; промежуточный, включенный в измерительной цепи после первичного; масштабный, предназначенный для изменения величины в заданное число раз.

Устройство сравнения – средство измерения, предназначенное для осуществления сравнения измеряемой величины с мерой, т. е. определения соотношения между однородными величинами. Примером устройства сравнения могут служить мостовые схемы.

Измерительный прибор – это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительная установка представляет собой совокупность средств измерений (мер, измерительных преобразователей, измерительных приборов) и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная в одном месте (например, измерительная установка для поверки стрелочных электроизмерительных приборов).

Измерительная система – это совокупность средств измерения (мер, измерительных преобразователей, измерительных приборов) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи или использования в автоматических системах управления.

2)классификация средств измерений по роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений

Средства измерений разделяются на эталоны, образцовые и рабочие средства измерений.

Эталоны единиц – это средства измерений (или совокупность средств измерений), обеспечивающие воспроизведение и хранение единицы с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненные по особой спецификации и официально утвержденные в установленном порядке в качестве эталона. Эталоны разделяются на первичные, вторичные, рабочие, специальные.

Первичные эталоны предназначены для воспроизведения единицы с наивысшей в стране точностью.

Вторичные эталоны – это эталоны, значения которых устанавливают по первичному эталону и они являются дублирующими. Существуют их следующие разновидности:

– эталон сравнения — вторичный эталон, применяемый для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не удается непосредственно сличить;

– эталон-свидетель – вторичный эталон, предназначенный для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.

Рабочие эталоны применяются для передачи размера единицы образцовым средствам измерений высшей точности и в отдельных случаях – наиболее точным рабочим средствам измерений.

Специальные эталоны обеспечивают воспроизведение единицы в особых условиях и заменяют для этих условий первичный эталон.

Образцовые средства измерений (меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи) предназначены для поверки и градуировки по ним других средств измерений.

Рабочими называют такие средства измерений, которые применяются для измерений, не связанных с передачей размера единиц. Рабочие средства измерений подразделяют на следующие классы точности:

•  наивысшей точности;
•  высшей точности;
•  высокой точности;
•  средней точности;
•  низшей точности.

2.5 Дополнительные понятия и термины

Градуировочная характеристика средства измерений – зависимость между значениями величин на выходе и входе средства измерений, составленная в виде таблицы, графика или формулы.

Чувствительность измерительного прибора – отношение изменения сигнала на  выходе измерительного прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины.

Класс точности — обобщенная метрологическая характеристика средства измерения.

Класс точности определяется и обозначается по-разному. Наибольшее распространение получили три варианта, каждый представляет собой выраженное в процентах значение относительной погрешности:

•  относительно измеренного значения (относительная погрешность),
•  относительно максимального значения шкалы (приведенная погрешность),
•  относительно участка шкалы (приведенная к участку шкалы погрешность).

Рассмотрим эти три варианта.

Вариант 1. Относительная погрешность

Чтобы по классу точности определить значение абсолютной погрешности, результат измерения умножают на класс точности и делят на сто, чтобы избавиться от процентов. Например, вольтметром класса точности 0,1 получено значение 10,000 В.

Абсолютная погрешность составит: . Запись результата: , с вероятностью  (эта вероятность по умолчанию назначается для технических измерений, исходя из этой вероятности определяется и класс точности). При нормировании по относительной погрешности, значение класса точности заключают в кружок. Как правило, обозначение класса точности размещают в правом нижнем углу на шкале средства измерений.

Вариант 2. Приведенная погрешность

Чтобы по классу точности определить значение абсолютной погрешности, максимальное значение шкалы умножают на класс точности и делят на сто, чтобы избавиться от процентов. Например, вольтметром класса точности 0,1 получено значение 10,000 В. Максимальное значение шкалы составляет 20,000 В.

Абсолютная погрешность составит: . Запись результата: , с вероятностью . При нормировании по приведенной погрешности, значение класса точности не сопровождают никакими знаками.

Вариант 3. Приведенная к участку шкалы погрешность

Чтобы по классу точности определить значение абсолютной погрешности, размер участка шкалы умножают на класс точности и делят на сто, чтобы избавиться от процентов. Рассмотрим два примера, для случая, когда вся шкала поделена на два участка.

Пример 1. Участок шкалы от 0,000 В до 12,000 В, отмечен галочкой. Вольтметром класса точности 0,1 получено значение 10,000 В.

Абсолютная погрешность составит: . Запись результата: , с вероятностью .

Пример 2. Участок шкалы от 12,000 В до 20,000 В, также отмечен галочкой. Вольтметром класса точности 0,1 получено значение 15,000 В.

Абсолютная погрешность составит: . Запись результата: , с вероятностью . При нормировании по приведенной к участку шкалы погрешности, значение класса точности помещают над галочкой. Участки шкалы, относительно которых нормируется погрешность, обозначают галочками.

Варианты классов точности обусловлены отличием конструктивных, системных и схемотехнических решений средств измерений.

Рассмотрим классификацию погрешностей измерений:

1) по форме выражения погрешности подразделяют на абсолютные и относительные. Погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины, называется абсолютной. Если измеренная величина превышает действительное значение, погрешность положительна, если же действительное значение больше измеренного – отрицательна. Абсолютная погрешность характеризует качество измерений только однородных величин примерно одинакового размера.

Относительной погрешностью называется отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины: δQ=ΔQ/Qиcт ≈ ΔQ/Qд. Как правило, относительные погрешности выражают в процентах. Относительная погрешность может характеризовать качество измерений, как разнородных величин, так и однородных величин разного размера. Для оценки качества измерения необходимо вычислить относительные погрешности: меньшая погрешность при прочих равных условиях характеризует более высокое качество измерений.

В метрологии пользуются понятием точность измерений, причем точность – величина, обратная относительной погрешности.

2) по причине возникновения погрешности разделяют на две группы: объективные погрешности, не связанные с человеком-оператором, производящим измерения, и субъективные (личные), обусловленные экспериментатором, состоянием его органов чувств, опытом и т. д. В свою очередь, объективные погрешности разделяются на погрешности опознания объекта, методические, инструментальные погрешности и погрешности, обусловленные внешними условиями.

Погрешности опознания объекта измерения связаны с несоответствием реального объекта принятой модели.

Погрешности метода обусловлены несовершенством метода измерений, упрощающими предположениями, принятыми при обосновании метода. К этим погрешностям относятся составляющие погрешности, вызываемые влиянием средства измерения на измеряемую цепь.

Инструментальные погрешности возникают из-за несовершенства средств измерения, их схем, конструкций, состояния в процессе эксплуатации. Каждое средство измерения характеризуется свойственной ему погрешностью, которая входит в общую погрешность измерения.

3) по закономерностям проявления погрешностей различают систематические, случайные, грубые погрешности измерений и промахи.

Систематическая погрешность Δc – это составляющая погрешности измерения, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины в одних и тех же условиях. Закономерно изменяющаяся систематическая погрешность, в свою очередь, может быть прогрессирующей (возрастающей, убывающей), периодической или изменяющейся по сложному непериодическому закону. К постоянным систематическим погрешностям относят, например, погрешность градуировки шкалы, погрешность значения меры, температурную погрешность. К переменным систематическим погрешностям относят погрешности, обусловленные изменением напряжения питания (разряд аккумуляторной батареи), погрешности, связанные с действием электромагнитных помех и т.д.

Систематические погрешности могут быть обнаружены и оценены. Если систематическая погрешность достаточно точно определена, она может быть исключена введением поправки или поправочного множителя.

Поправка – значение величины, одноименной с измеряемой, прибавляемое к измеренной величине для исключения систематической погрешности. Поправка равна абсолютной систематической погрешности, взятой с обратным знаком.

Поправочный множитель – число, на которое умножают результат измерения с целью исключения систематической погрешности.

Случайная погрешность Δсл – составляющая погрешности измерения, которая при повторных измерениях в одних и тех же условиях изменяется случайным образом, т.е. без видимой закономерности. Случайные погрешности являются следствием случайных процессов, протекающих в измерительных цепях. Для оценки погрешностей и разработки способов уменьшения их влияния на результат измерения используют аппарат теории вероятностей и математической статистики. По мере того, как будут изучены отдельные процессы из множества, установлены их закономерности, погрешности из случайных перейдут в категорию систематических.

Таким образом, результат измерения всегда содержит как систематическую, так и случайную погрешности: Δ=Δс+Δсл.

Грубой погрешностью называют погрешность, существенно превышающую погрешность, оправданную условиями измерения, свойствами примененных средств измерений, методом измерения, квалификацией экспериментатора. Грубые погрешности могут появляться вследствие резкого изменения влияющей величины на результат измерения. Грубые погрешности обнаруживают статистическими методами и исключают из рассмотрения.

Промахи являются следствием неправильных действий экспериментатора. Это может быть описка при записи результатов, неправильно снятые показания прибора и т.д. Промахи обнаруживают нестатистическими методами, их следует всегда исключать из рассмотрения.

Также погрешности разделяют на: статические и динамические. Статические погрешности имеют место при статических измерениях, т.е. при неизменной во времени измеряемой величине, динамические – при динамических измерениях, т.е. при переменной во времени измеряемой величине. Динамическая погрешность возникает вследствие инерционности свойств средств измерений. Для оценки динамической погрешности необходимо знать передаточную функцию средства измерения, а также характер изменения измеряемой величины.

2.7. Корректная запись результатов

Запись результатов измерений производится по следующим правилам.

1.  Погрешность указывается двумя значащими цифрами, если первая равна 1 или 2. Погрешность указывается одной значащей цифрой, если первая равна 3 или более. Все остальные цифры должны быть не значащими.

Значащей цифрой называется любая цифра числа, записанного в виде десятичной дроби, начиная слева с первой отличной от нуля цифры, независимо от того, где она находится — до запятой или после запятой.

1.  Результат измерения округляется в соответствии с его погрешностью, т.е. записывается с той же точностью, что и погрешность.

Рассмотрим пример. Результат измерения: 10,645701, погрешность 0,012908.

1.  Рассматриваем погрешность. Первая значащая цифра 1, поэтому оставляем две значащие цифры, округляя, записываем: 0,013.
2.  Рассматриваем результат измерения. Погрешность записана с точностью до третьего знака после запятой, поэтому в результате также оставим три знака. Округляя, записываем: 10,646.

Корректная запись: .

Корректная запись обеспечивает адекватность и сопоставимость результатов различных измерений и является одним из элементов единства измерений. Как правило, отбрасывание избыточных цифр не приводит к дополнительной погрешности, поскольку избыточные цифры обусловлены точностью вычислений, а не точностью измерений.

2.8 Поверка

Общее определение поверки следующее.

Поверка — передача размеров единиц физических величин от эталонов высокого уровня к эталонам нижнего уровня и далее к образцовым и рабочим средствам измерений.

Законом об обеспечении единства измерений в Российской Федерации [1] даны более подробные определения.

Поверка средств измерений — совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным техническим требованиям.

Калибровка средств измерений — совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик, пригодности к применению средств измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору.

Калибровка или поверка средств измерений выполняются в зависимости от того, предназначены измерения для внутрипроизводственных целей или их результаты будут доступны для всеобщего применения.

Калибровка, как правило, выполняется метрологическими службами юридических лиц. Поверка и калибровка являются примерами метрологических измерений. Для выполнения этих измерений метрологическая служба должна быть аккредитована национальным органом по метрологии. Долгое время функции аккредитующего органа выполнялись Госстандартом России.

По результатам поверки выдается свидетельство о поверке. В формуляре средства измерений указывается дата поверки, дата следующей поверки, ставится личный штамп поверителя. Эти же сведения, по возможности, размещаются на этикетке, непосредственно на средстве измерений. При необходимости, поверенное средство измерений пломбируется личным клеймом поверителя.

По результатам калибровки, на средство измерений оформляется аттестат, с подписями уполномоченных согласно свидетельству об аккредитации.

Выбор образцового средства измерения — Общие вопросы

P. S. Что за «на проверяемых отметках шкалы»??

«предел допускаемого значения погрешности образцового прибора» что это за погрешность?!

«допускаемое значение основной погрешности прибора» не понятно.

Помогите разобраться, никто не может толком ничего объяснить. Особенно с этим α_p, как его рассчитать.

1. Вы можете поверять Ваш манометр различными эталонами. У одних нормируется приведённая (или абсолютная) погрешность. Она постоянна во всём диапазоне измерений и приведена к верхнему пределу, как правило. В Вашем случае, это МО с ВПИ 60 кгс. У него во всём диапазоне измерений погрешность измерения давления : 0,4 * (60/100) = 0,24 кгс. В этом случае достаточно сопоставить погрешность поверяемого СИ с погрешностью эталона в точке 25 кгс (ВПИ поверяемого СИ) : 1,5* (25/100)=0,375 кгс. Это соотношение будет одинаковым во всём диапазоне поверяемого СИ : 0,375/0,24=1,56, то есть Ваш эталон точнее поверяемого СИ в 1,56 раза. По государственной поверочной схеме ГОСТ Р 8. 802-2012 отношение точности рабочего эталона к точности рабочего СИ должно быть не менее 4. Это то самое число 0,25 (1/4) в приведённой Вами формуле из методики. Стало быть, этот эталон не годится для поверки Вашего СИ.

2. Что значит «на проверяемых отметках шкалы». Для поверки Вы может использовать эталоны с нормированной относительной погрешностью, например, грузопоршневые манометры (ГПМ). В этом случае погрешность ГПМ в точке 60 кгс будет отличаться от погрешности в точке 25 кгс. Например, у Вас ГПМ МП-60 3 разряда. ВПИ 60 кгс, ПГ 0,2 %. Тогда в точке 25 кгс (где мы должны сравнить (сопоставить) погрешности образцового и рабочего СИ, погрешность эталона будет 0,2*(25/100)=0,05 кгс. Тогда отношение точности рабочего СИ к эталону составит 0,375/0,05=7,5.

3. Формула п.5.3.3, которую Вы приводите из методики, это как раз такой же точно расчёт для выбора эталона. В левой части, — относительная погрешность эталона. Для Вашего случая, это (0,24/25)*100, то есть 0,96%. В правой части максимально допустимая погрешность эталона, которая должна быть (по ГПС) 1/4 от погрешности рабочего СИ, то есть 0,25*1,5=0,375%. Соотношение точности не соблюдается. Если бы у нас был для поверки ГПМ (пример 2), то в правой части было бы (0,05/25)*100=0,2. Соотношение выполняется, можно поверять.

Шпаргалка по дисциплине «Метрология»

Экономический фактор обеспечения единства измерений состоит в объективных требованиях этого для создания необходимой продукции и ее рыночного товарообмена. Собственно, вся практическая экономика нуждается в единстве измерений свойств, их сочетаний, качеств, стоимостей и т. д.

47. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

Метрологическое средство измерения  — это средство измерения, предназначенное для метрологических целей: воспроизведения единицы и ее хранения или передачи размера единицы рабочим средствам измерения. К метрологическим средствам измерения относятся эталоны, образцовые средства измерения, поверочные установки, стандартные образцы.

По уровню стандартизации различают стандартизованные и нестандартизованнные средства измерения.

Стандартизованными считаются средства измерения, изготовленные в соответствии с требованиями государственного стандарта и соответствующие техническим характеристикам установленного типа средств измерения, полученным на основании государственных испытаний, внесенные в Государственный реестр средств измерений.

Нестандартизованные — уникальные средства измерения, предназначенные для специальной измерительной задачи, в стандартизации требований к которым нет необходимости. Они не подвергаются государственным испытаниям, а подлежат метрологической аттестации.

Высшим звеном в метрологической передаче размеров единиц являются эталоны.

Эталон единицы — средство измерений (или комплекс средств), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в установленном порядке в качестве эталона.

Эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью, называется первичным.

Специальный эталон воспроизводит единицу в особых условиях и заменяет при этих условиях первичный эталон.

Первичный, или специальный, эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется государственным.

В метрологической практике широко используют вторичные эталоны, значения которых устанавливается по первичным эталонам. Вторичные эталоны являются частью подчиненных средств хранения единиц и передачи их размера. Они создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для обеспечения наименьшего износа государственного эталона.

Вторичные эталоны по своему назначению делятся на эталоны-копии, эталоны сравнения, эталоны-свидетели и рабочие эталоны.

Эталон-копия предназначен для передачи размеров единиц рабочим эталонам. Он не всегда является физической копией государственного эталона.

Эталон-свидетель предназначен для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.

Эталон сравнения применяют для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом.

Рабочий эталон применяют для передачи размера единицы образцовым средствам измерений высшей точности, а в отдельных случаях — наиболее точным средствам измерений.

Образцовое средство измерения — мера, измерительный прибор или измерительный преобразователь, служащий для поверки по ним других средств измерений и утвержденный в качестве образцовых.

Поверка средств измерений —
определение метрологическим органом
погрешности средств измерений и установления
его пригодности к применению.

48. НОРМИРУЕМЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Под нормированием метрологических характеристик понимается количественное задание определенных номинальных значений и допустимых отклонений от этих значений. Нормирование метрологических характеристик позволяет оценить погрешность измерения, достичь взаимозаменяемости средств измерений, обеспечить возможность сравнения средств измерений между собой и оценку погрешностей измерительных систем и установок на основе метрологических характеристик входящих в их состав средств измерений. Именно нормирование метрологических характеристик отличает средство измерений от других подобных технических средств.

Для каждого вида средств измерений исходя из их специфики и назначения нормируется определенный комплекс метрологических характеристик, указываемый в нормативно-технической документации на средство измерения. В этот комплекс должны включаться такие характеристики, которые позволяют определить погрешность данного средства измерения в известных рабочих условиях его применения. Общий перечень основных нормируемых метрологических характеристик средства измерения, формы их представления и способы нормирования установлены в ГОСТ 8.009-72. В него входят:

— пределы измерений, пределы шкалы;

— цена деления равномерной шкалы аналогового прибора или многозначной меры, при неравномерной шкале — минимальная цена деления;

— выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда цифровых средств измерений;

— номинальное значение однозначной меры, номинальная статическая характеристика преобразования измерительного преобразователя;

— погрешность средств измерений;

— вариация показаний прибора или выходного сигнала преобразователя;

— полное входное сопротивление измерительного устройства;

— полное выходное сопротивление измерительного преобразователя или меры;

— неинформативные параметры выходного сигнала измерительного преобразователя или меры;

— динамические характеристики средств измерений;

— функции влияния;

— наибольшие допустимые изменения метрологических характеристик средств измерений в рабочих условиях применения.

Одной из основных метрологических характеристик измерительных преобразователей является статическая характеристика преобразования. Она устанавливает зависимость информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра входного сигнала.

Нормирование метрологических характеристик необходимо для решения следующих задач:

— придания всей совокупности однотипных средств измерений требуемых одинаковых свойств и уменьшения их номенклатуры;

— обеспечения возможности оценки инструментальных погрешностей и сравнения средств измерений по точности;

— обеспечения возможности оценки погрешности измерительных систем по погрешностям отдельных средств измерений. Погрешности, присущие конкретным экземплярам средств измерений, устанавливаются только для образцовых средств измерений при их аттестации.

49. ПОГРЕШНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Погрешность прибора характеризует отличие его показаний от истинного или действительного значения измеряемой величины. Погрешность преобразователя определяется отличием номинальной (т. е. приписываемой преобразователю) характеристики преобразования или коэффициента преобразования от их истинного значения.

По способу выражения различают погрешности:

— абсолютная погрешность прибора — разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины;

— относительная погрешность прибора — отношение абсолютной погрешности прибора к истинному(действительному) значению измеряемой величины;

— приведенная погрешность прибора — отношение в процентах абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению.

В зависимости от поведения измеряемой величины во времени различают статическую и динамическую погрешности, а также погрешность в динамическом режиме. Статическая погрешность  — погрешность средства измерения, используемого для измерения постоянной величины (например, амплитуды периодического сигнала).

Погрешность в динамическом режиме — погрешность средства измерения, используемого для измерения переменной во времени величины.

В зависимости от характера проявления погрешности делятся на систематические, случайные и грубые.

Систематическая погрешность  — составляющая погрешности измерения, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины.

Случайная погрешность  — составляющая погрешности измерения, которая изменяется случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Грубая погрешность  — это погрешность измерения, существенно превышающая ожидаемую при данных условиях. Грубая погрешность может носить как случайный, так и систематический характер.

В зависимости от характера влияния на результат измерения погрешности делят на аддитивные и мультипликативные.

Аддитивной называют погрешность, значение которой не зависит от значения измеряемой величины.

Мультипликативной называют погрешность, значение которой изменяется с изменением измеряемой величины.

В зависимости от источника возникновения различают четыре основные составляющие погрешности измерения.

Методическая погрешность (погрешность метода измерения) возникает из-за несовершенства метода измерений и обработки их результатов. Как правило, эта составляющая погрешности является систематической.

Инструментальная погрешность определяется погрешностями применяемых для измерения средств измерений. Необходимо четко отличать погрешности измерений от погрешностей средств измерений, применяемых для их проведения.

Погрешность средств измерений  — это только одна из составляющих погрешности измерений, а именно инструментальная погрешность.

Субъективная погрешность обусловлена индивидуальными особенностями экспериментатора. Эта составляющая может быть как систематической, так и случайной.

Точность средств измерений — это качество, отражающее близость к нулю его погрешности.

Класс точности — это обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а<span style=» font-family: ‘Arial Narrow’, ‘Arial’;
font-siz

Основные понятия и определения информационно-измерительной техники, страница 2

Средства электрических
измерений

(ГОСТ 22. 261-82
«Средства измерения электрических величин»)

Для проведения измерений используются специальные технические средства.

Средство измерения: технические средства с нормированными метрологическими свойствами.

Используются следующие виды СИ (рисунок 1.2):

Эталон: СИ
для воспроизведения, хранения, передачи размера единицы измерения нижестоящим
СИ.

Иные работы запрещены с целью снижения износа, старения
и, следовательно, погрешностей. Различают первичные, вторичные и рабочие
эталоны. Первичные, около 130 шт., служат для воспроизведения единицы с
наивысшей в стране (мире) точностью, достижимой в данной области измерений
(погрешность    10^-7¸10^-13%). Содержатся в
гос. хранилищах. Например, эталон единицы массы – гиря платиново-иридиевого
сплава (1 кг) и эталонные весы, предназначенные для передачи размера
единицы вторичным эталонам (г. Севр, Франция). Эталон единицы силы постоянного
электрического тока (ампера) – токовые весы. С одной стороны на коромысло весов
действует сила взаимодействия двух соленоидов, обтекаемых постоянным током, а с
другой стороны – гиря известной массы. Эталон единицы сопротивления – 10
манганиновых катушек сопротивления (1ом). Вторичные эталоны это копии,
предназначены для передачи размера единицы рабочим эталонам, которые служат для
поверки образцовых и наиболее точных рабочих СИ.

Мера: СИ для
воспроизведения ФВ заданного размера.

Изготавливают однозначные меры (гири, конденсаторы
постоянной емкости и т.д.) и многозначные (магазины сопротивлений,
конденсаторов, ЭДС). Используются как образцовые и рабочие средства.

Образцовое средство измерения: мера, измерительный прибор для поверки по ним других
СИ.

Рабочее средство измерения: для проведения измерений не связанных с передачей размера
единицы измерений (РСИ). Составляют наибольшее количество СИ.

Измерительный прибор: для выработки измерительной информации в форме доступной наблюдателю
(это РСИ).

Виды измерений

В зависимости от требуемой точности и технических
возможностей на практике используют различные виды измерений.

Прямое измерение: результат измерения получают непосредственно из опытных данных.

Например, сила электрического тока измеряется
амперметром. Характеризуется простотой и, как правило, низкой точностью измерений.

Косвенное измерение: результат вычисляют после прямых измерений величин, связанных с
измеряемой величиной известной зависимостью X
= f (A₁, A₂,
…).

Например, сопротивление резистора R
находят из уравнения R=U/I на основании измерений падения напряжения U_R на резисторе и тока I_R
через него (рис.1.3). Косвенные измерения  часто точнее прямых, иногда
единственно возможны для данной ФВ.

Совместные измерения: одновременные измерения не одноименных величин для нахождения
зависимости между ними.

При этом решают систему уравнений. Например,
определение зависимости сопротивления терморезистора от температуры путем нахождения
температурных коэффициентов A, B:

R₀ = R₀(1 + AT₀+ BT₀ ²),       (находим
соотношение А и В)

R₁ = R₀(1 + AT₁+ BT₁ ²),       (находим А)

R₂ = R₀(1 + AT₂+ BT₂ ²),       (находим
В)

где
R₀ –
значение_{Rпри T0= 20° C.}

Определив R₀, R₁, R₂ при трех различных
температурах T₀, T₁, T₂, измеренных термометром,
составляют систему уравнений, из которых находят параметры R,
A и Bзависимости.
Метод применяется там, где определить зависимость с помощью известных законов
физики невозможно, так как на неё влияют множество факторов. Так на величину R
воздействуют малейшие отклонения  составов сплавов металлов и технология их
обработки.

Совокупные измерения: неоднократные измерения одноименных величин. Искомые значения величин
находят решением системы уравнений, составленных из результатов прямых
измерений различных сочетаний этих величин.

Например, определение взаимоиндуктивности между
катушкамиL₁, L₂ путём двукратного
измерения их общей индуктивности. Сначала катушки соединяют так, чтобы их магнитные
поля складывались. Тогда общая индуктивность

L₀₁ = L₁ + L₂ + 2M₁₂,

гдеM₁₂ –
взаимоиндуктивность. Затем катушки соединяют так, чтобы их магнитные поля
вычитались и измеряют общую индуктивность      

L₀₂ = L₁ + L₂ — 2M₁₂.

Значение
M₁₂
определяется с помощью решения уравнения: M₁₂ = (L₀₁ — L₀₂)/4.

Этот
вид измерений
используется в силу технических условий (нельзя разобрать схему или применить
другой вид измерений).

Методы прямых измерений

Метод непосредственной оценки: значение измеряемой величины определяют непосредственно
по отсчетному устройству измерительного прибора.

Данный метод дает значение измеряемой величины
непосредственно, без каких — либо дополнительных действий со стороны лица,
проводящего измерение. Этому методу свойственна быстрота процесса измерения,
что делает его часто незаменимым для практического использования, хотя точность
измерения обычно бывает ограниченной.

Методы сравнения с мерой: одновременное или разновременное сравнение двух однородных
независимых друг от друга величин – измеряемой и известной.

В зависимости от требований и технических возможностей
используют:

— 
метод дополнения: измеряемую величину дополняют мерой и получают
заданное суммарное значение;

— 
дифференциальный метод: на измерительный прибор воздействует разность из
меряемой величины и меры (рис. 1.4).

Чем меньше данная разность, тем меньше погрешность,
вносимая прибором. Это объясняется тем, что точность меры обычно намного выше
точности измерительного прибора. Например, необходимо измерить напряжение
100 В измерительным прибором, у которого        δ =1%, погрешностью
меры пренебрегаем. При использовании метода непосредственной оценки,  согласно
(1.4)  D₁=1 В.
Пусть мера формирует напряжение U₀=90 В
(дифференциальный метод). Тогда на измерительный прибор подается напряжение DU_X =10 В, следовательно, D₂ = 0,1 В и погрешность измерения уменьшилась в 10
раз. Этот метод применяется, например, в неуравновешенном измерительном
мосте;

— 
нулевой метод: разность измеряемой величины и меры доводится до
нуля регулированием значения меры. Показания снимаются по шкале меры.

Это частный случай дифференциального метода. Он
более точен, чем предыдущий, так как важна не точность, а чувствительность
измерительного прибора, который служит индикатором равенства меры и измеряемой
ФВ. Метод используется, например, в уравновешенном измерительном мосте. Можно
применять меры, во много раз меньшие измеряемой величины (неравноплечие весы).
По сравнению с дифференциальным методом, недостаток нулевого заключается в
необходимости иметь меры, воспроизводящее любое значение известной величины без
существенного понижения точности;

Устройство для измерения плотности воздуха – инновационный дизайн, калибровка и примерные результаты

2.1 Предположения по проектированию

В экспериментах, включающих гидромеханику или теплообмен, с воздухом в качестве рабочего тела плотность среды (воздуха) является основным параметром, необходимым для расчетов. Примером может служить исследование теплообмена в испарителе теплового насоса воздух/вода. Эти эксперименты требуют точного и непрерывного определения плотности воздуха во время измерений, так как теплопроводность воздуха зависит от температуры, давления и влажности — составляющих плотности воздуха. Значение плотности воздуха может понадобиться и для других исследований, таких как тестирование воздушных потоков или акустические измерения. Поэтому желательна мобильность прибора, чтобы быстро менять место измерения.

Возможность проверки параметров воздуха в точной точке позволяет повысить точность проводимого измерения на практике. Непрерывное измерение позволяет использовать значение плотности воздуха в качестве переменной в зависимости от плотности воздуха и других переменных.Это можно использовать для исследования новых отношений, например плотности воздуха и энергетической эффективности. Еще одним преимуществом является снижение погрешности измерения за счет анализа мгновенного значения плотности воздуха.

Для проектирования нового средства измерений был создан перечень требований:

• непрерывное измерение – возможность измерять плотность воздуха во времени и сохранять результаты.

• точное измерение – высокоточные датчики повышают важность измерения плотности воздуха в расчетах и ​​экспериментах, например, в тепловых насосах воздух/вода.

• мобильность – прибор должен быть оснащен внутренним источником питания для обеспечения независимости измерений от сети электропитания. Кроме того, малые габариты и портативность должны позволять легко использовать прибор на различных лабораторных стендах.

• измерение в любой точке – многие измерительные стенды требуют установки датчика в узкую трубу. Для этого датчики должны быть отделены от основного корпуса прибора. Самое простое решение — установить датчики на удлинённом кабеле или подключить их по беспроводной связи.

• измерение влажности и давления в различных точках — при измерении в условиях интенсивного воздушного потока измерения давления и влажности необходимо производить в различных точках.

При проектировании прибора необходимо было выполнить вышеуказанные допущения. Реализация этих предположений является основной задачей нового измерительного прибора.

2.2 Конструкция устройства

Предположения, представленные в разделе 2, особенно требование относительно мобильности, оказали ключевое влияние на форму и форму устройства (рис. 1).Интегральная схема и компоненты помещены в пластиковый корпус. Раскладка клавиатуры, экран и переключатели расположены таким образом, чтобы обеспечить эргономичное использование устройства.

Рис. 1. Измеритель плотности воздуха

Экран предназначен для отображения измеренных значений и позволяет изменять настройки прибора. Для этого был выбран монохромный ЖК-экран. Он позволяет одновременно отображать измеряемые параметры: температуру, влажность и давление воздуха, а также расчетное значение плотности воздуха.Уровень подсветки экрана регулируется программно. Также возможно полное отключение экрана во время работы устройства. Эти функции были разработаны для увеличения времени работы от батареи.

Оригинальная клавиатура использовалась для ограничения количества соединений с микропроцессором. Отображаемые переменные сохраняются на SD-карте вместе со временем. Во время измерения прибор питается от батареи или через порт USB.

Внутренняя часть устройства представляет собой микропроцессор ATMega 328p, работающий на Arduino, свободной среде, позволяющей легко программировать устройства. Дополнительными элементами, необходимыми для работы устройства, являются (рис. 2): USB-конвертер для связи между устройством и компьютером; система питания для фильтрации сигнала питания и обеспечения возможности чередования питания от батареи и сети; Часы RTC для корреляции измеренных значений со значением времени и ведения отсчета времени при выключенном приборе.

Все устройство было смонтировано в небольшом портативном корпусе. Из-за необходимого подключения датчиков в верхней части устройства находятся USB-порты для удобного прямого монтажа датчиков или размещения их на удлиненном кабеле.

Использовались датчики давления и влажности

. Этими датчиками являются: датчик влажности Aosong electronics DHT22 [8] и датчик давления Bosch модели BMP085 [9]. Они были выбраны за их доступность, простоту сборки и точность измерений. Оба датчика имеют встроенный датчик температуры и позволяют измерять температуру.

Рис. 2. Алгоритм работы прибора принцип измерения

Все компоненты смонтированы на одной печатной плате. На отдельные, встроенные в корпус платы PCB смонтированы только клавиатура и порт micro USB, обеспечивающий связь с устройством.

Дизайн и расположение компонентов подготовлено в программе EAGLE (Easily Applicable Graphical Layout Editor). Эта программа упрощает проектирование соединений между компонентами и создает проект соединения на печатной плате. Было изготовлено три печатных платы: основная плата, клавиатура и плата подключения USB. Каждый из них был защищен сплавом Лихтенберга. Задача дизайна заключалась в том, чтобы разместить все компоненты в ограниченном пространстве, обеспечив при этом эргономичность использования устройства.

2.3 Расчет плотности воздуха

Математическое описание взаимозависимости плотности воздуха и параметров воздуха различается в зависимости от принятых физико-математических моделей. Эти модели позволяют рассчитывать плотность воздуха с точностью, зависящей от количества анализируемых переменных.

Самый простой способ рассчитать плотность — использовать закон идеального газа; он предполагает простую зависимость, в которой переменными являются температура и давление воздуха. Точность этого измерения снижается на несколько процентов по сравнению с используемой моделью из-за того, что водяной пар не входит в состав воздуха.

Для повышения точности измерения прибора имеется возможность расчета плотности воздуха путем анализа химического состава [10]. Однако такой анализ требует стабильных условий и измерительной камеры. Поэтому выполнить требования по мобильности и провести быстрый и простой анализ на существующем испытательном стенде не получится.

Одной из наиболее широко используемых моделей плотности воздуха является уравнение CIPM-2007 [5]. Кроме основных параметров температуры, давления и относительной влажности, плотность воздуха в этой модели также зависит от состава воздуха.

Для получения более высокой точности при обеспечении мобильности прибора использовалась модель плотности влажного воздуха. В этой модели плотность атмосферного воздуха зависит от трех переменных параметров: температуры, давления и относительной влажности воздуха.

По закону Дальтона [3] давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений компонентов смеси:

$p=p_{a}+p_{v}(1)$     (1)

По закону Дальтона плотность влажного газа равна сумме плотности сухого воздуха и водяного пара при соответствующем парциальном давлении:

$\rho=\rho_{a}+\rho_{v}$     (2)

Применение закона идеального газа:

$\rho=\frac{p_{a}}{R_{a} \cdot T}+\frac{p_{v}}{R_{v} \cdot T}$     (3)

Парциальное давление водяного пара может быть представлено как отношение давления водяного пара при соответствующей температуре и относительной влажности.{\ простое \ простое} $     (5)

В дополнение к измеренным атмосферному давлению, температуре и влажности в уравнении есть два значения, зависящие от температуры. (5): давление водяного пара и парожидкостная равновесная плотность.

До сих пор эти значения сводились в таблицу и считывались для заданной измеренной температуры. Для их расчета в устройстве с ограниченной вычислительной мощностью была подготовлена ​​полиномиальная аппроксимация табличных данных, а температура ограничена диапазоном от 0℃ до 40℃.

Применена полиномиальная аппроксимация третьей степени. Уравнение более высокого порядка обеспечит более высокую точность; однако это увеличит вычислительный спрос. Это приведет к сокращению срока службы батареи, снижению частоты дискретизации и, как следствие, к снижению точности результатов при различных условиях измерения.

Рис. 3. Давление водяного пара в зависимости от температуры

Рис. 4. Зависимость плотности парожидкостного равновесия от температуры

На рис. 3 и 4 представлены функции, аппроксимирующие табличные значения в уравнении.{2}-0,0004 \cdot T+0,0058$     (7)

Приведенные выше уравнения дополняют набор данных, необходимых для работы устройства.

2.4 Калибровка влажности

Точность датчиков, используемых в приборе, указана производителем [8, 9]. Однако для обеспечения такой точности были проведены дополнительные калибровки. В случае датчика давления масштабирование производилось путем сравнения значений с эталонным датчиком, расхождения между калиброванным и эталонным датчиком были меньше разрешающей способности их измерения.

Калибровка датчика влажности была невозможна по сравнению со стандартом, так как ни один из доступных датчиков не имел большей точности, чем откалиброванный датчик.

Калибровку датчика влажности проводили с помощью физиологического раствора [11-13]. Путем создания перенасыщенного раствора соли в воде в сосуде ограниченного объема стабилизируется влажность воздуха на определенном уровне. Из многих доступных солей были выбраны те, которые обеспечивают репрезентативные значения влажности.Это означает, что значения влажности воздуха должны быть равномерно распределены в диапазоне от нулевой до максимальной влажности.

В таблице 1 приведены значения влажности воздуха, полученные в результате приготовления пересыщенных растворов соответствующих солей при заданной температуре. Соли, выбранные для раствора, характеризуются хорошей температурной стабильностью, относительно низкой стоимостью и простотой приобретения. Выбранные вещества нетоксичны и не представляют опасности во время испытания.

Поместив перенасыщенный раствор и датчик влажности в небольшой объем воздуха, удалось добиться почти идеальной калибровки гигрометра.Калибровку проводили для каждого из указанных выше соединений. Во время калибровки записывалось значение температуры, чтобы компенсировать температурное изменение влажности. Используя несколько точек измерения для различных значений влажности, можно было получить коэффициент калибровки.

Таблица 1. Влажность воздуха, обеспечиваемая выбранными растворами солей в выбранном диапазоне температур [14]

Рисунок 5. Калибровка с раствором соли: ацетат калия CH ₃ COOK

Рисунок 6. Калибровка с раствором соли: Карбонат калия K ₂ CO ₃

Рис. 7. Калибровка с раствором соли: хлорид натрия NaCl

Для наименьшего значения влажности калибровка проводилась с раствором ацетата калия (рис. 5). Тест длился более 70 часов. Это позволило точно стабилизировать влажность воздуха. Относительная влажность (RH) стабилизировалась на уровне 26,4%. Это значение завышено. Теоретическое значение должно быть ровно 22.9%. Форма графика влажности свидетельствует о том, что условия стабилизировались и значение влажности достигло асимптоты. Колебания температуры были незначительными, менее 0,5℃.

Калибровка по раствору карбоната калия (рис. 6) выполнялась в течение 110 часов. В этот период времени влажность воздуха стабилизировалась на уровне 45,6%. Теоретическое значение, полученное из используемого солевого раствора, составляет 43,2%. Форма графика показывает, что условия полностью стабилизировались.В первой половине измерения произошли два колебания температуры на 1 ℃, эти колебания практически не повлияли на конечное значение влажности.

Калибровка раствором хлорида натрия (рис. 7) проводилась в течение 90 часов. В этот период термодинамические условия полностью стабилизировались. Влажность достигла 75,3%. Влажность, полученная из теоретического значения для используемого раствора, составляет 75,1%. В течение двадцатого часа калибровки произошло небольшое колебание температуры, которое не оказало существенного влияния на общую кривую влажности.

Полученные значения позволили создать калибровочный коэффициент, обеспечивающий необходимую точность. После калибровки прибор был готов к использованию в реальных измерениях.

Новые эталонные материалы площади поверхности для поддержки образцового обеспечения качества при рутинных измерениях

Компания Micromeritics Instrument Corp. представила новую линейку вторичных стандартов, которые упрощают демонстрацию высочайшего уровня целостности данных при характеристике площади поверхности с помощью адсорбции газа. Новые материалы, соответствующие стандартам NIST (Национальный институт стандартов и технологий) или BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung), особенно подходят для анализа в строго регулируемых средах, таких как фармацевтическая промышленность. Регулярно анализируя эти очень стабильные, строго охарактеризованные стандарты, пользователи любой системы адсорбции газа — Micromeritics или другого поставщика — могут надежно проверить работу прибора.

«Газоадсорбционные системы генерируют данные о площади поверхности на основе измерений относительно простых параметров, таких как температура и давление, и требуют минимальной рутинной калибровки», — сказал Тони Торнтон, директор по технической информации, Micromeritics.«Однако рекомендуется регулярно проверять производительность, и мы предоставили хорошо охарактеризованные материалы для поддержки этой деятельности в течение некоторого времени. Отличие этих новых эталонных материалов в том, что они прослеживаются до стандартов NIST/BAM, а это отличие, как мы знаем, имеет решающее значение для клиентов в определенных отраслях».

Всего Micromeritics предложит четыре прослеживаемых стандарта вторичной площади поверхности; один уже на месте, два будут выпущены в течение следующих трех месяцев, а вскоре последует еще один.В совокупности стандарты охватывают диапазон площади поверхности от 1 до 175 м2/г, что позволяет выбрать стандарт, хорошо подходящий для подавляющего большинства промышленных применений. Каждый материал был проанализирован несколько раз на нескольких инструментах, включая системы из линейки Gemini, TriStar, 3-Flex и ASAP, для получения глобального среднего результата. Материалы поставляются с этим результатом, с соответствующими пределами точности и сопутствующим методом испытаний. Квалификационный период для эталонных материалов составляет десять лет, при этом срок годности отдельных флаконов с образцами истекает через год после открытия.

«Это продукт, который мы давно хотели внедрить, — сказал Тони Торнтон. «Я рад, что теперь это доступно и будет доступно еще много лет. Эти новые эталонные материалы станут особенно полезным введением для менеджеров по качеству, стремящихся продемонстрировать высочайший уровень целостности данных, независимо от того, с какой системой адсорбции газа они работают».

Использование уточненных правил связывания МКФ для сравнения содержания существующих инструментов и оценок: систематический обзор и примерный анализ инструментов измерения участия: Инвалидность и реабилитация: Том 41, № 5 инструменты измерения участия могут варьироваться в зависимости от различных аспектов.Это исследование было направлено на изучение сопоставимости существующих инструментов измерения участия на основе Международной классификации функционирования, инвалидности и здоровья (МКФ) путем рассмотрения аспектов содержания, принятой точки зрения и классификации вариантов ответа.

Методы: Был проведен систематический обзор литературы для определения инструментов, которые обычно используются для измерения участия. Концепции идентифицированных инструментов были затем связаны с МКФ в соответствии с уточненными правилами связывания МКФ.Были задокументированы аспекты содержания, принятой точки зрения и категоризации вариантов ответов.

Результаты: Из 315 инструментов, выявленных при полнотекстовом просмотре, был включен 41 инструмент. Концепции шести инструментов были полностью связаны с компонентом МКФ «Деятельность и участие»; из 10 инструментов все еще 80% их концепции. Описательная перспектива была принята в большинстве пунктов по всем инструментам (75%), в основном в сочетании с оценкой интенсивности. Оценочная точка зрения была обнаружена у 18%, а вопросы с точки зрения потребности или зависимости были наименее частыми (7%).

Заключение: Учет аспектов содержания, точки зрения и категоризации ответов при связывании инструментов с МКФ предоставляет подробную информацию для сравнения инструментов и руководство по сужению выбора подходящих инструментов с точки зрения содержания.

• Значение для реабилитации

• Для клиницистов и исследователей, которым необходимо определить конкретный инструмент для определенной цели, результаты этого обзора могут служить средством скрининга инструментов для измерения участия с точки зрения следующего:

• • Контент охвачен на основе ICF.

• • Перспектива, принятая в документе (например, описательная, потребность/зависимость или оценка).

• • Категоризация вариантов ответа (например, интенсивность или частота).

Развитие у учащихся навыков 21 века в избранных образцовых инклюзивных средних школах STEM | International Journal of STEM Education

В попытке четко определить навыки, содержательные знания и грамотность, которые потребуются учащимся для достижения успеха в своих будущих начинаниях, Партнерство для 21 ^st Century Learning (P21; 2016) создало структуру, которая включает (а) жизненные и профессиональные навыки; (b) навыки обучения и инноваций; (c) информационные, медийные и технологические навыки; и (d) ключевые предметы (Partnership for 21 ^st Century Learning, 2016).Первые три части схемы, (а) жизненные и профессиональные навыки, (б) навыки обучения и инноваций и (в) навыки в области информации, средств массовой информации и технологий, описывают навыки или грамотность, которые учащиеся должны развивать, и могут быть интегрированы и развиты в любой академический урок. Четвертая часть, ключевые предметы, предлагает междисциплинарные темы или содержание 21 ^st Century для вовлечения учащихся в подлинное обучение (Partnership for 21 ^st Century Learning, 2016).

В связи с необходимостью развития 21 ^ст навыков века, это исследование было сосредоточено на преподавании и изучении (а) навыков обучения и инноваций; (b) информационные, медийные и технологические навыки; и (c) жизненные и профессиональные навыки в образцовых ISHS.Чтобы ввести в действие и измерить три категории, мы искали инструменты, которые измеряли обучение 21 90 335 навыкам из 90 336 века. Microsoft в сотрудничестве с SRI Education разработала две рубрики, предназначенные для оценки степени присутствия навыков 21 ^st Century на уроках и степени, в которой учащиеся демонстрируют навыки, полученные на этих уроках (SRI International, nd-a; SRI International, nd-b). 21 ^st Century Learning Design Рубрика «Учебная деятельность» исследовала мастерство учителей в планах уроков для развития навыков 21 ^st Century, в то время как 21 ^st Century Learning Design Student Work Rubric оценивала уровень компетенции для каждого 21 ^st Век мастерство. Хотя рубрики не совсем соответствовали P21 Framework, мы чувствовали, что они достаточно согласованы с категориями, чтобы рубрики были полезны для измерения степени, в которой уроки в ISHS преподают навыки 21 ^st Century, и степени, в которой учащиеся продемонстрировал эти способности. Рубрики имели одни и те же категории для оценки урока и оценки работы учащихся: (а) построение знаний, (б) решение реальных проблем, (в) квалифицированное общение, (г) сотрудничество, (д) ​​использование ИКТ для обучения и (f) саморегулирование в планах уроков учителей и образцах работ учащихся (SRI International, n.д.-а; SRI International, nd-b). В таблице 1 показано, как категории, оцениваемые по двум рубрикам, соотносятся с категориями P21 Framework. Далее, когда мы рассмотрели литературу по этим категориям, появилась модель их взаимосвязи. В нашем обзоре литературы обсуждаются отдельные категории, за которыми следует концептуальная модель того, как эти категории работают вместе в развитии навыков.

Таблица 1 Согласование компонентов обучения 21 ^ст. века с рубриками дизайна обучения 21 ^ст века Jauk, & Awad, 2012; Shear, Novais, Means, Gallagher, & Langworthy, 2010).Когда учащиеся участвуют в построении знаний, а не в их воспроизведении, они лучше понимают содержание. Среда обучения, предназначенная для накопления знаний, способствует развитию саморегулирующихся и самостоятельных учащихся, а также формированию упорства (Carpenter & Pease, 2013).

Хотя построение знаний помогает учащимся сформировать глубокое понимание и приобрести навыки самостоятельности и гибкости, многие учащиеся не знакомы с таким подходом к обучению и часто нуждаются в поддержке, чтобы взять на себя совместную ответственность за обучение (Carpenter & Pease, 2013; Peters , 2010).При переходе к учебной среде, более ориентированной на студента, которая поддерживает построение знаний, учитель становится скорее фасилитатором, чем лектором (McCabe & O’Connor, 2014). Учебная среда, ориентированная на учащихся, побуждает учащихся переходить от парадигмы ожидания одного сходящегося ответа к более глубокому осмыслению в процессе обучения (Peters, 2010). Создание знаний закрепляет развитие навыков 21 ^st Century, потому что учащиеся должны иметь базовые знания, чтобы применять навыки в аутентичном контексте.

Решение проблем в реальном мире

Иногда называемое обучением на основе проектов (Warin, Talbi, Kolski, & Hoogstoel, 2016), решение проблем в реальном мире характеризуется тем, что учащиеся работают над решением проблем, которые не имеют текущего решения, и когда учащиеся могут реализовать свой собственный подход (Shear et al., 2010). При решении реальной проблемы учащиеся работают над определением проблемы, предлагают решение для конкретного клиента, тестируют решение и делятся своими идеями (Prettyman et al., 2012; Варин и др., 2016). Дизайнерский аспект процесса побуждает учащихся проявлять творческий подход и учиться на ошибках (Carroll, 2015). При решении проблем в реальном мире учащиеся приобретают знания осмысленным образом (White & Frederiksen, 1998), должны регулировать свое познание и поведение таким образом, чтобы достичь своих целей (Brown, Bransford, Ferrara, & Campione, 1983; Flavell, 1987), и получить опыт защиты своего выбора с помощью доказательств и навыков эффективного общения (Voss & Post, 1988).

Учителя могут развивать у своих учеников навыки решения реальных проблем, моделируя запросы после исследований, в которых участвуют настоящие ученые, используя базы данных с реальными данными и оценивая свидетельства текущих событий (Chinn & Malhortra, 2002). Разработка сценариев реальных проблем для класса обеспечивает основу, с помощью которой учащиеся могут участвовать в обучении, и может способствовать формированию более позитивного отношения к карьере в сфере STEM (Williams & Mangan, 2016).Вместе построение знаний и решение реальных проблем создают основу, на которой учащиеся могут заниматься саморегуляцией, сотрудничеством и общением.

Саморегуляция

Саморегуляция – ключевой навык 21 ^st Век для независимых учащихся. Учащиеся, способные к саморегуляции, планируют свой подход к решению проблем, следят за своим прогрессом и размышляют о своей работе, получая обратную связь (Шеар и др., 2010; Циммерман, 2000). В процессе саморегуляции учащийся мотивирует себя контролировать импульсы для эффективного решения задач (Carpenter & Pease, 2013; English & Kitsantas, 2013).К счастью, этим навыкам можно научиться; однако учащимся необходимо время для выполнения нормативных заданий и руководства ключевыми процессами осмысления и повторения (Zimmerman, 2000). Таким образом, долгосрочные проекты дают более подходящие временные рамки, чем краткосрочные проекты, для оттачивания этих навыков регулирования.

У учащихся разный уровень саморегуляции (English & Kitsantas, 2013), и учителям может потребоваться интегрировать стратегии и способы наблюдения за учениками в уроки (Bell & Pape, 2014; English & Kitsantas, 2013). Включение саморегулируемых стратегий обучения помогает учащимся оставаться вовлеченными и справляться с любыми трудностями, которые могут возникнуть в процессе (Boekaerts, 2016; Peters & Kitsantas, 2010). Реальный способ, которым учителя могут поддерживать саморегуляцию учащихся, — это использование четырехэтапной модели саморегулируемой поддержки обучения Циммермана (1998): моделирование, имитация, самоконтроль и саморегуляция (Питерс, 2010). Во-первых, учителя явно моделируют целевую стратегию обучения, которую должен усвоить ученик, указывая ключевые процессы (моделирование).Во-вторых, учителя могут предоставить учащимся устную или письменную поддержку ключевых процессов стратегии обучения, в то время как учащийся пытается подражать моделированию учителя (эмуляция). Как только учащиеся могут примерно подражать стратегии обучения, учитель может ослабить поддержку и предложить учащемуся самостоятельно реализовать стратегию обучения (самоконтроль). После того, как учащиеся попытаются сделать это самостоятельно, учитель предоставляет ученику обратную связь, чтобы помочь ему улучшить свою стратегию обучения (саморегуляция). Когда учащийся может успешно реализовать стратегию обучения самостоятельно, он становится саморегулируемым в этом аспекте своего обучения. Учащиеся, освоившие саморегулируемое обучение, обладают способностью проявлять инициативу в накоплении знаний и решении проблем, что является характеристиками, которые ценят работодатели в отрасли STEM.

Сотрудничество

Сотрудничество происходит, когда учащиеся берут на себя роли и взаимодействуют друг с другом в группах, работая над созданием продукта (Shear et al., 2010). Совместное взаимодействие включает в себя взятие на себя руководящих ролей, принятие решений, укрепление доверия, общение, размышления и управление конфликтами (Carpenter & Pease, 2013). Учащиеся, которые сотрудничают, решают проблемы на более высоком уровне, чем учащиеся, работающие индивидуально, потому что учащиеся отвечают на отзывы и вопросы, чтобы найти решения, которые лучше соответствуют проблеме (Care, Scoular, & Griffin, 2016). Сотрудничество является важным навыком для улучшения накопления знаний и решения проблем. Разговоры между сверстниками могут способствовать саморегулируемому обучению учащихся посредством моделирования вербального мышления.

Квалифицированная коммуникация

«Даже самое блестящее научное открытие, если его не распространять широко и точно, не имеет большой ценности» (McNutt, 2013, стр. 13). Для целей данной статьи квалифицированное общение определяется как тип общения, используемый для представления или объяснения информации, а не речевого общения. Квалифицированные коммуникаторы представляют свои идеи и демонстрируют, как они используют соответствующие доказательства (Shear et al., 2010). Важной частью успешного общения является способность связать продукт с потребностями конкретной аудитории или клиента (Warin et al., 2016). При этом учащиеся должны учитывать как средства массовой информации, которые они используют, так и идеи, которые они передают, чтобы они соответствовали аудитории (Claro et al., 2012; van Laar, van Deursen, van Dijk, & de Хаан, 2017). Как и сотрудничество, квалифицированное общение является необходимым процессом для успешного использования построения знаний и решения реальных проблем.

Использование информационно-коммуникационных технологий для обучения

Когда учащиеся используют информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) для обучения, они проектируют, создают, представляют, оценивают или улучшают продукт, а не просто демонстрируют свои знания (Koh, Chai, Бенджамин и Хонг, 2015 г.). При этом им необходимо выбирать, как и когда использовать ИКТ, а также знать, как распознавать заслуживающие доверия онлайн-ресурсы (Shear et al., 2010). Эффективное использование ИКТ требует саморегулирования, чтобы использовать эти инструменты независимо и идти в ногу с технологическим прогрессом.Учитывая постоянное развитие технологий, важно, чтобы учащиеся знали, как управлять информацией и передавать ее для решения проблем (Ainley, Fraillon, Schulz, & Gebhardt, 2016).

Концептуальная модель 21

^st Century Skills

Шесть 21 ^st Century навыков, представленных выше, имеют решающее значение для развития учащихся при подготовке как к поступлению в колледж (National Science Board, 2016), так и к будущей работе (Bybee, 2013; Джонсон и др. , 2016). Навыки двадцать первого века не существуют изолированно.Развивая один навык, укрепляются другие. Например, построение знаний и решение реальных проблем могут быть усилены саморегулированием. Точно так же сотрудничество требует квалифицированного общения для накопления знаний и решения проблем. Эти навыки объединяются, чтобы создать необходимый набор инструментов для учащихся, которые могут учиться самостоятельно. На рисунке 1 показана рабочая гипотеза того, как эти шесть навыков: (а) построение знаний, (б) решение реальных проблем, (в) квалифицированное общение, (г) сотрудничество, (д) ​​использование ИКТ для обучения и (е) ) саморегулирование, взаимодействие, чтобы способствовать обучению на протяжении всей жизни для студента.

Рис. 1

Рабочая гипотеза о том, как навыки 21 ^st Century работают вместе, чтобы построить 21 ^st Century

Создание знаний и решение реальных проблем являются краеугольными камнями модели и обычно представляют собой два основных цели личностно-ориентированных уроков. Конструирование знаний — это концептуальное формирование, в то время как решение реальных проблем представляет собой процессные навыки, которые, как ожидается, должны развить учащиеся. Создание знаний и решение реальных проблем подпитывают друг друга циклическим образом.Создание знаний строится в процессе исследования решения реальных проблем. В то же время решение проблем в реальном мире требует создания новых знаний для решения насущной проблемы. Связь между созданием знаний и решением реальных рабочих проблем опосредована сотрудничеством и общением.

В то время как общение и сотрудничество позволяют учащемуся работать с другими, чтобы построить свои концептуальные знания и работать над решением своей реальной проблемы, саморегуляция — это внутренний процесс, который происходит одновременно.Саморегуляция учащегося направляет его индивидуальные связи, размышления и пересмотры между построением знаний и решением реальных проблем.

Информационно-коммуникационные технологии предоставляют учащимся инструменты, облегчающие общение и сотрудничество, а также другие навыки 21 ^st Century. ИКТ помогают упростить и облегчить общение и сотрудничество для групп студентов. ИКТ могут помочь упростить процесс анализа и ведения документации, а также облегчить обмен идеями с другими.Это позволяет учащимся более легко документировать свой прогресс и выражать свои идеи для последующего размышления. Хотя ИКТ не связаны напрямую с другими элементами модели, использование ИКТ позволяет сделать процесс обучения более эффективным.

Шесть 21 ^st Century навыков, рассматриваемых в данном исследовании: (a) построение знаний, (b) решение реальных проблем, (c) квалифицированное общение, (d) сотрудничество, (e) использование ИКТ для обучения, и (е) саморегулирование являются важными аспектами образования STEM.Это исследование задокументировало степень, в которой каждый из 21 90 335 навыков 90 336 века присутствовал как в планах уроков, так и в работе учащихся в семи образцовых ISHS. Учитывая, что школы, участвовавшие в исследовании, пользовались большим уважением, понимание структуры уроков и результатов учащихся может стать моделью для учителей и преподавателей. Имея это в виду, исследование было обусловлено следующими исследовательскими вопросами:

1. 1.

   В какой степени планы уроков для учителей в образцовых ISHS отражают практику обучения 21 ^st Century, измеряемую 21 ^st Century Learning Design Learning Activity and Student Work Rubrics?

2. 2.

   Показывают ли планы уроков учителей и образцы работ учащихся из образцовых ISHS различия в баллах по рубрикам в зависимости от класса?

В ходе анализа этих вопросов возник третий исследовательский вопрос, касающийся продолжительности уроков. Вопрос и его обоснование можно найти в разделе анализа данных.

Инструмент для факультетов образования на JSTOR

Абстрактный

В этом исследовании представлен инструмент для измерения когнитивной области качества студенческой жизни на педагогических факультетах, разработанный с использованием репрезентативной выборки студентов и аспирантов крупного канадского университета. Полученные данные свидетельствуют о трех измерениях когнитивной области качества студенческой жизни: развитие учеников, предметная экспертиза и методология обучения. Коэффициенты альфа-надежности для этих шкал варьировались от 0,72 до 0,75. /// Cette étude précente un tool serve à évaluer la facette cognitive de la qualité de la vie étudiante dans les facultés de sciences de l’education, Instrument mis au point à l’aide d’un échantillon représentatif d’étudiants des premier, Второй и тройной циклы в Большом канадском университете.Les semblent indiquer que la facette cognitive de la qualité de la vie étudiante включает три аспекта: le développement des étudiants, la maîtrise du sujet d’etude и la méthodologie pédagogique. Альфа-коэффициенты Fidelité для ces échelles variaient entre 0,72 и 0,75.

Информация о журнале

Канадский журнал образования (CJE) издается Канадским обществом изучения образования (CSSE). CJE является ведущим двуязычным журналом образовательных исследований в Канаде. Подписка на CJE включена в членство в CSSE.

Информация об издателе

Канадское общество по изучению образования является крупнейшей организацией профессоров, студентов, исследователей и практиков в области образования в Канаде. CSSE является основным национальным голосом для тех, кто создает образовательные знания, готовит учителей и руководителей образования, а также проводит исследования в школах, классах и учреждениях Канады. Двуязычная CSSE, основанная в 1972 году, представляет собой зонтичную организацию, состоящую из нескольких национальных ассоциаций.La Société canadienne pour l’étude de l’education est le plus обширная перегруппировка профессоров и профессоров, d’étudiantes et étudiants, de chercheures et chercheurs ainsi que de practiciennes et practiciens dans le domaine de l’education au Canada. La SCÉÉ конституция le main porte-parole national des personnes qui font progresser les connaissances en éducation, qui forment des enseignantes et seignants ainsi que des chefs de file dans le monde de l’éducation, et qui mettent les resultats de la recherche en pratique dans les maisons d ‘enseignement du Canada. Fondée en 1972, la SCÉÉ, qui est bilingue, regroupe plusieurs Association Nationales Constituantes.

WELMEC Guide 7.4 Примеры применения v1.0 2019 WELMEC 7.4, выпуск 1: Примеры применения руководства

Вызов лидерства — идеи и советы по развитию образцовых лидеров

Выберите оценку лидерства, которая измеряет ключевые модели поведения лидера

Обычная стратегия развития лидерства в организациях заключается в использовании всесторонней оценки для коучинга руководителей, развития лидерских качеств, обучения менеджеров или улучшения команд.Особенно сейчас, с переходом на удаленные команды и многими людьми, работающими из дома, ваши руководители, вероятно, нуждаются в информации от своих менеджеров или коллег.

Какой самый эффективный инструмент всесторонней обратной связи? Вот несколько вопросов, которые следует задать при выборе оценки лидерства, которая дает результаты:

1. Действительно ли он измеряет лидерство?  Основной причиной для использования всесторонней оценки обратной связи является саморазвитие. Лидерство — это приобретаемый навык, который проявляется в повседневном взаимодействии с другими людьми.Речь идет не о «стиле», «силе», «намерении» или даже «умении управлять», а о поведении, которое приносит результаты.
2. Основано ли это на исследованиях? Немногие оценки выдерживают тщательную проверку важных исследовательских критериев надежности и валидности. Действительный и надежный инструмент будет измерять то, что, по его словам, он измеряет: эффективное лидерство. Это также даст те же результаты, если принять его снова.
3. Можно ли принять меры? Дает ли он обратную связь или конкретные шаги, которые может предпринять лидер, или он перегружен абстракциями? Хорошая оценка лидерства не только измеряет лидерское поведение, но и предлагает план или следующие шаги для дальнейшего развития.
4. Легко? Это может показаться упрощением, но руководителям нужна информация в форме и на языке, которые они могут понять и легко передать другим. Также важно, чтобы оценки не были громоздкими и не отнимали слишком много времени у руководителя или тех, кто дает обратную связь. Ключевыми «простыми индикаторами», на которые следует обратить внимание, являются: обеспечивает ли он общий язык руководства, который легко общаться и который оценщики понимают при предоставлении отзывов? Потребует ли процесс обратной связи значительных затрат времени?
5. Экономически выгодно? Чтобы измерить реальную стоимость или ценность оценки, подумайте, как она будет использоваться.После прохождения оценки лидер создаст план развития лидерства? Будут ли они получать коучинг? Участвовать в последующей программе? У вас есть группа сверстников, с которой можно пообщаться? Будут ли они связываться со своими оценщиками и участвовать в диалоге об улучшении и практике лидерства? Не забудьте учесть время, которое потребуется для завершения самой оценки (см. № 4).
6. Можно ли настроить?  Во многих организациях уже есть компетенции, которые они используют для определения того, является ли сотрудник «высокопотенциальным», «подходящим для продвижения по службе» или соответствует стандартам производительности, но не путайте их с измерением развития лидерских качеств. Ищите оценку с настраиваемым описательным или эссе-вопросами, которые вы можете использовать, чтобы спросить избирателей об истинном поведении лидера и областях, требующих улучшения.

Как только вы начнете рассматривать свой следующий выбор оценки развития лидерства с учетом вышеперечисленных вопросов, вы будете на правильном пути к выбору оценки, которая реалистично измеряет лидерские способности и дает практические шаги для развития лидеров. Выбор оценки, основанной на фактах и ​​поведении, такой как Опись практик лидерства ^® , не только определяет и измеряет эффективность лидерства, но также служит дорожной картой для людей, чтобы улучшить свои методы лидерства.

Предоставлено Лорен Паркхилл , FlashPoint Leadership Consulting, глобальный партнер по обучению The Leadership Challenge ^® .

.