1 Основные понятия и определения метрологии 12
1.1 Классификация измерений 15
1.2 Роль метрологии в развитии конструирования, производства,
естественных и технических наук 16
1.3 Метрологические характеристики средств измерений 18
2 Объект и методы исследования 26
2.1 Аппаратные компоненты NI ELVIS 27
3 Расчеты и аналитика 34
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение... 46
5 Социальная ответственность 56
Заключение 76
Список используемой литературы 77
Приложение А 81
Приложение Б 94
Объектом исследования является разработка лабораторного макета в
виде комплекса виртуальных геофизических приборов для проведения
лабораторных работ по метрологии.
Цель работы – Разработка виртуальных лабораторных работ с
использованием среды NI LabVIEW.
В процессе исследования проводилась разработка лабораторных работ
с использованием среды графического программирования NI LabVIEW и
учебной платформы NI ELVIS.
В результате исследования были разработаны лабораторные работы по
дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация», позволяющие
обучать студентов основам проведения прямых и косвенных измерений
физических величин.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: программное обеспечение данных
лабораторных работ предназначено для запуска в операционной системе
Windows XP и выше, IBM совместимых ПК.
Область применения: лабораторные работы предназначены внедрения
в учебную программу по дисциплине «Метрология, стандартизация и
сертификация».
Экономическая эффективность/значимость работы: выполненная
работа имеет средний уровень научно-технического эффекта.
В будущем планируется доработка лабораторных работ согласно
замечаниям преподавателей. Программное обеспечение лабораторных работ
позволяет без труда добавить в них новые темы.
Метрология является наукой об измерениях, методах и средствах
обеспечения их единства, и способах достижения требуемой точности
Предметом метрологии является извлечение количественной информации о
свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Средством
метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов,
обеспечивающих требуемую точность [1].
Метрология состоит из 3 разделов:
Теоретическая;
Прикладная;
Законодательная [2-4].
Физическая величина - одно из свойств физического объекта, общее в
качественном отношении для многих физических объектов, но в
количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Единица физической величины - физическая величина фиксированного
размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и
применяемая для количественного выражения однородных с ней физических
величин.
Технические измерения определяют класс измерений, выполняемых в
производственных и эксплуатационных условиях, когда точность измерения
определяется непосредственно средствами измерения.
Измерение - совокупность операций по применению технического
средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих
нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения
значения этой величины [5].
Единство измерений - состояние измерений, при котором их
результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности известны с
заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы
можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разноевремя, с использованием различны методов и средств измерений, а также в
различных по территориальному расположению местах.
Единство измерений обеспечивается их свойствами: сходимостью
результатов измерений; воспроизводимостью результатов измерений;
правильностью результатов измерений.
Сходимость - это близость результатов измерений, полученных одним
и тем же методом, идентичными средствами измерений, и близость к нулю
случайной погрешности измерений [7-9].
Воспроизводимость результатов измерений характеризуется близостью
результатов измерений, полученных различными средствами измерений
(естественно одной и той же точности) различными методами.
Правильность результатов измерений определяется правильностью как
самих методик измерений, так и правильностью их использования в процессе
измерений, а также близостью к нулю систематической погрешности
измерений.
Процесс решения любой задачи измерения включает в себя, как
правило, три этапа: подготовку, проведение измерения (эксперимента) и
обработку результатов. В процессе проведения самого измерения объект
измерения и средство измерения приводятся во взаимодействие.
Средство измерения - техническое устройство, используемое при
измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.
Результат измерения - значение физической величины, найденное
путем ее измерения. В процессе измерения на средство измерения, оператора
и объект измерения воздействуют различные внешние факторы, именуемые
влияющими физическими величинами.
В данной квалификационной работе разработан комплект лабораторных
работ по метрологии и измерениям. Он состоит из трех лабораторных работ, в
которых рассматриваются особенности измерения различных физических
параметров с помощью образовательной платформы NI ELVIS и среды
программирования NI LabVIEW. Разработанный комплект состоит из трех
программ, каждая из которых может использоваться в отдельной лабораторной
работе. Разработаны следующие лабораторные работы:
лабораторная работа №1 – Измерение постоянного тока;
лабораторная работа №2 – Измерение параметров периодических
сигналов;
лабораторная работа №3 – Цифровой термометр.
Данные работы объединены в одном виртуальном стенде, разработанном
в среде программирования NI LabVIEW. Разработанные лабораторные работы
могут использоваться по дисциплине «Метрология» и в других дисциплинах,
связанных с измерениями сигналов постоянной и переменной природы.
Разработанное программное обеспечение позволяет студентам, используя
платформу NI ELVIS, получить необходимый опыт в измерениях различных
физических величин помощью среды NI LabVIEW.
Согласно проведенной оценке научно-технического уровня НИР, данная работа
имеет средний уровень научно-технического эффекта.
В работе рассмотрены вредные и опасные факторы, возникающие при создании
лабораторных работ и их выполнении, а также меры, направленные на
устранение этих факторов.
