Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное
Образовательное учреждение высшего образования
«Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
Университетский политехнический колледж
Метрология, стандартизация, сертификация
Методические указания и контрольные задания
Для студентов заочной формы обучения
по специальности:
Электрические станции, сети и системы»
Санкт-Петербург
2018
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение……………………………………………………………….………..3
Методические указания по изучению дисциплины………………………..….4
Содержание дисциплины………………………………………………………4
Задания на контрольную работу…………………………………………..…..41
Литература для изучения дисциплины и выполнения контрольной работы…………………………………………………………………………...44
Приложение 1………………………………………………………………….45
ВВЕДЕНИЕ
В результате освоения дисциплины «Метрология, стандартизация, сертификация» у обучающегося формируются общие и профессиональные компетенции:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
ПК 1.1. Проводить техническое обслуживание электрооборудования.
ПК 1.2. Проводить профилактические осмотры электрооборудования.
ПК 2.1. Контролировать работу основного и вспомогательного оборудования.
ПК 2.2. Выполнять режимные переключения в энергоустановках.
ПК 3.1. Контролировать и регулировать параметры производства электроэнергии.
ПК 3.2. Контролировать и регулировать параметры передачи электроэнергии.
ПК 3.3. Контролировать распределение электроэнергии и управлять им.
ПК 3.4. Оптимизировать технологические процессы в соответствии с нагрузкой на оборудование.
ПК 4.3. Проводить и контролировать ремонтные работы.
Общие и профессиональные компетенции формируются в ходе изучения теоретического материала, выполнения самостоятельных работ. Учебным планом предусмотрена одна контрольная работа.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ОСНОВЫМЕТРОЛОГИИ
Основные метрологические термины и определения.
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. (ГОСТ 16263-70. ГСИ. Метрология. Термины и определения. М. 1986г.)
Единство измерений - такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности измерений известны с заданной вероятностью.
Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием разных методов и средств измерений.
Точность измерений характеризуется близостью их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Раздел метрологии, включающий общие правила, требования и нормы, нуждающиеся в государственной регламентации и контроле, называется законодательной метрологией.
Одним из важных направлений законодательной метрологии является разработка государственных и отраслевых стандартов (ГОСТов и ОСТов).
Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Основные элементы процесса измерения: объект измерения, измеряемая величина, средства измерения, принцип измерений, метод измерений, условия измерений, результат измерений, погрешность измерения; (субъект измерения) человек - оператор, выполняющий измерения.
Объект измерения - это сложное, многогранное явление или процесс (например, электрические колебания на выходе автогенератора), характеризующийся множеством отдельных физических параметров, таких как: (амплитудой, частотой, фазой, формой, скважностью и т.д.).
Интересующий нас и подлежащий измерению один из этих параметров называется измеряемой физической величиной (например, частота колебаний автогенератора).
Средства измерений - это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства (например, частотомер).
Установление номинальных значений и границ допускаемых отклонений реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений - нормирование метрологических характеристик.
Принцип измерений - это совокупность физических явлений, на которых основано измерение (например, резонансный принцип измерения частоты, при настройке параллельного измерительного контура частотомера на частоту колебаний автогенератора наступает резонанс (увеличение) токов в контуре, что регистрируется максимальным отклонением стрелки амперметра).
Метод измерений представляет собой совокупность приемов использования принципов и средств измерений (например, метод сравнения измеряемой частоты с известной частотой - метод фигур Лиссажу с использованием осциллографа).
Принцип измерения - сложение двух колебаний в осциллографе.
Методика измерений в отличие от метода включает в себя детально разработанный порядок процесса измерений с использованием конкретных методов и средств измерений.
Методика: подать на вход " 
" частоту 
, на вход " 
" - 
.
Условия измерений - это совокупность побочных физических явлений, влияющих на средства измерений или результат измерений (например, температура и влажность, атмосферное давление окружающей среды, вибрация, внешние электрические и магнитные поля и т.п.). Например: проведение очень тонких измерений в спец. экранированной от магнитных и электрических полей комнате. Влияние этих факторов на средства измерений должно быть изучено, учтено или, по возможности, исключено.
Результат измерений - значение физической величины, найденное путем ее измерения. Результат измерения может быть получен в процессе одного наблюдения или при обработке результатов нескольких наблюдений.
Под наблюдением понимают экспериментальную операцию, при которой получают одно числовое значение физической величины. Как бы тщательно ни проводилось измерение, его результат будет содержать некоторую неточность, которая характеризуется погрешностью.
Погрешность измерения - это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Под истинным значением понимают такое значение физической величины, которая идеальным образом отражала бы в качественном и количественном отношении соответствующее свойство объекта.
Таким образом, в метрологии приняты два важных постулата: о существовании истинного значения и неизбежности погрешностей.
(Лат. postulatum - допущение, не отличающееся самоочевидностью, но все же принимаемое в данной науке за исходное без доказательств..
Греч. axioma - самоочевидная истина, не требующая доказательств, лежащая в основе доказательств других положений (теорем) научной теории.)
Поскольку определение истинного значения недостижимо, при оценке погрешностей вместо него используют действительное значение.
Действительное значение измеряемой физической величины - значение найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него. За Д.З. принимается мат ожидание или ср. арифм. большого числа измерений одной и той же величины.
Широко применяемый термин точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению.
Кроме того, качество измерений характеризуется следующими понятиями:
правильность измерений - отражает близость к нулю систематической погрешности (т.е. таких погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются при повторных измерениях одной и той же величины);
сходимость измерений - отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях;
воспроизводимость измерений - отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в разное время, в разных местах, разными методами и средствами).
В измерительном процессе человек - оператор (субъект измерения) с его психофизическими свойствами должен рассматриваться с учетом его субъективного восприятия и преобразования измерительной информации (опыта, уровня подготовка, аккуратности выполнения измерительных операций и т.п. факторов).
Средства измерений.
Классификация средств измерения производится по следующим признакам:
1. по роли в процессе измерения
2. по форме представления результата измерения
3. по схеме преобразования измеряемой величины
4. по способу выдачи измерительной информации
5. по характеру установки на месте применения
6. по степени защищенности
7. и т.д.
Средства измерений в зависимости от их роли в процессе измерений разделяются на следующие виды.
Мера - средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Если мера воспроизводит физическую величину одного размера, она называется однозначной (образцовая мера электрического сопротивления на 100 Ом, мера емкости на 0,01 мкФ и т.д.). Конденсатор переменной емкости (магазин сопротивлений, или индуктивностей) - пример многозначной меры, поскольку он воспроизводит ряд одноименных величин различного размера.
Измерительный преобразователь (ИПр.) - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающиеся непосредственному восприятию наблюдателем. (Например, преобразователь температуры в последовательность импульсов электрического напряжения). Среди многочисленных видов измерительных преобразователей важное место занимают первичные измерительные преобразователи (датчики), к которым непосредственно подводится измеряемая величина (при этом выходной сигнал качественно отличается от измеряемой величины на их входе). Например, термопара: на входе 
, на выходе 
или 
.
Измерительный прибор (ИП) - это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Измерительная установка (ИУ) - совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте.
Измерительная система (ИС) - совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления (АСУ).
Информационно-измерительная система (ИИС) - предназначена для автоматического сбора, обработки, передачи и представления измерительной информации в заданном виде. (Измерительная будка гидрометцентра рядом с Комбинатом здоровья). На некоторых высотных зданиях шарообразная оболочка.
Информационно-вычислительный комплекс (ИВК) - автоматизированные средства измерений и обработки информации, представляющие собой совокупность программно-управляемых измерительных и вычислительных средств, предназначенных для исследования сложных объектов и управления ими. (Спутники, метеорологический шар - зонт и т.д.).