Priemyselná a vedecká metrológia
- Obchodný styk
- Životné prostredie
- Zdravotníctvo
- Národná obrana
- Priemyselná metrológia
- v oblasti dĺžky a geometrických veličín
- v oblasti času a frekvencie
- v oblasti akustiky
- v oblasti tlaku
- v oblasti prietoku
- v oblasti elektriny
- v oblasti ionizujúceho žiarenia
- v oblasti chémie
- v oblasti termometrie
- v oblasti optických veličín
- v oblasti mechanických skúšok materiálu
- Dozor a dohľad na trhu
2.1 Technické funkcie
2.1.1 Oblasti
Tabuľka 2.1. Oblasti, podoblasti a typické etalóny pre jednotlivé dôležité úrovne merania.
Oblasť |
Podoblasť |
Dôležité |
HMOTNOSŤ |
Meranie hmotnosti |
Etalóny, hmotnosti, etalónové váhy |
Sila a tlak |
Silomery, silomerné zariadenia |
|
Objem a hustota Viskozita |
Sklenené aerometre, laboratórne sklá, |
|
ELEKTRINA a |
Jednosmerný elektrický prúd |
Kryogénne komparátory prúdu, kvantové |
Striedavý elektrický prúd |
Meniče striedavého a jednosmerného |
|
Vysokofrekvenčný elektrický prúd |
Tepelné meniče, kalarimetre, bolometre |
|
Veľké prúdy a vysoké napätie |
Meracie transformátory prúdu a napätia, |
|
DĹŽKA |
Vlnové dĺžky a interferometria |
Stabilizované lasery, interferometre, |
Metrológia dĺžok (rozmerov) |
Základné mierky, čiarové meradlá, |
|
Uhlové merania |
Autokolimátory, otočné stoly, uhlové |
|
Odchýlky tvaru a povrchu |
Priamosť, rovinnosť, rovnobežnosť, |
|
Akosť povrchu |
Stupňové, výškové a drážkové |
|
ČAS FREKVENCIA |
Meranie času |
Céziové atómové hodiny, zariadenie pre |
Frekvencia |
Atómové hodiny, oscilátory, lasery, |
|
TERMOMETRIA |
Kontaktné meranie teploty |
Plynové teplomery, pevné body teplotnej |
Bezdotykové meranie teploty |
Vysokoteplotné čierne telesá, kryogénne |
|
Vlhkosť |
Zrkadlové meradlá rosného bodu alebo |
|
IONIZUJÚCE |
Absorbovaná dávka |
Kalorimetre, kalibrované komory pre |
Absorbovaná dávka- zdravotníctvo |
Kalorimetre, Ionizačné komory |
|
Radiačná ochrana |
Ionizačné komory, referenčné zväzky |
|
Rádioaktivita |
Ionizačné komory, certifikované |
|
RÁDIOMETRIA FOTOMETRIA |
Optická rádiometria |
Kryogénne |
Fotometria |
Detektory viditeľnej oblasti svetla, |
|
Kolorimetria |
||
Optické vlákna |
Referenčné materiály- vlákna Au |
|
PRIETOK |
Prietok (množstvo) plynu |
Zvonové skúšače, rotačné plynomery, |
Prietok vody (množstvo, hmotnosť |
Objemové etalóny, Coriolisové hmotnostné |
|
Prietok kvapalín mimo vody |
||
Anemometria |
Anemometry |
|
AKUSTIKA, |
Akustické meranie v plynnom médiu |
Etalónové mikrofóny, pistonfony |
Akcelerometria |
Merače zrýchlenia, snímače sily, |
|
Akustické meranie v kvapalinách |
Hydrofóny |
|
Ultrazvuk |
Merače energie, akustického tlaku |
|
LÁTKOVÉ |
Chémia životného prostredia |
Certifikované referenčné materiály |
Klinická chémia |
||
Chémia materiálov |
Čisté materiály, certifikované |
|
Chémia potravín |
Certifikované referenčné materiály |
|
Biochémia |
||
Mikrobiológia |
||
Meranie pH |
2.1.2 Nadväznosť a kalibrácia
Nadväznosť
Kalibrácia
Existujú tri dôvody prečo treba kalibrovať prístroje:
- Zabezpečiť aby údaje uvedené prístrojom boli porovnateľné s inými meraniami,
- Stanoviť presnosť údajov uvedených prístrojom,
- Zistiť spoľahlivosť prístroja, t.j. či je spoľahlivý.
Kalibráciou prístroja môžeme dosiahnuť tieto skutočnosti:
- Výsledok kalibrácie umožní buď pričlenenie hodnoty meraných veličín k indikovaným hodnotám, alebo stanovenie korekcií voči indikovaným hodnotám,
- Kalibrácia môže rovnako určiť ďalšie metrologické vlastnosti, ako je účinok ovplyvňujúcich veličín,
- Výsledok kalibrácie možno zaznamenať v dokumente, ktorý sa nazýva kalibračný certifikát alebo správa o kalibrácii.
Obrázok 2.1: Reťazec nadväznosti (úrovne etalónov). Žltou farbou sú vyznačené prvky národnej metrologickej infraštruktúry.
2.1.3 Etalóny
1/299 792 458 sekundy. Meter je realizovaný na primárnej úrovni pomocou vlnovej dĺžky héliom- neónového jódom stabilizovaného laseru. Na nižších úrovniach sa používajú materiálne miery, ako sú základné mierky. Nadväznosť je zabezpečená použitím optickej interferometrie k stanoveniu dĺžky základných mierok s nadväznosťou na vyššie uvedenú vlnovú dĺžku laserového svetla.
2.1.4 Certifikované referenčné materiály
2.1.5 Neistoty
Príklad: Výsledok merania sa uvádza v tvare
Y= y±U
Kde neistota U je uvedená s najviac dvoma platnými číslicami a y je odpovedajúcim spôsobom zaokrúhlené na rovnaký počet číslic, v tomto príklade na sedem číslic.
Odpor nameraný ohmetrom je 1,000 052 7 Ω, a ohmeter má podľa špecifikácie výrobcu neistotu 0,081 mΩ, vo výpočte sa potom uvedie:
R= (1,000 053±0,000 081) Ω
Koeficient rozšírenia k=2
Neistota uvedená s výsledkom merania je obvykle rozšírená neistota, ktorá je súčinom štandardnej neistoty merania a koeficientom rozšírenia k=2, čo pre normálne rozdelenie odpovedá pravdepodobnosti pokrytia približne 95%.
- Meraná veličina X, jej hodnota nie je presne známa, je považovaná za náhodnú premennú s pravdepodobnosťou funkcie.
- Výsledok merania x je odhadom očakávanej hodnoty E(X).
- Štandardná neistota u(x) sa rovná druhej odmocnine odhadu odchýlky V(X)
- Stanovenie neistoty merania spôsobom A- výsledok a odchýlky sa stanovia štatistickým vyhodnotením sérií pozorovaní, opakovaných meraní.
- Stanovenie neistoty merania spôsobom B- predpokladaná hodnota a rozptyl sa určia inými postupmi. Najbežnejšie používanou metódou je odhad rozdelenia pravdepodobnosti, napr. rovnomerného rozdelenia, založeného na skúsenosti alebo iných informáciách.
Postup stanovenia neistoty podľa GUM založený na filozofii GUM
- Stanovenie všetkých dôležitých zložiek neistoty. K neistote merania môže prispieť niekoľko zdrojov. Na identifikáciu zdrojov je vhodné použiť model meracieho procesu. Uviesť meracie veličiny do matematického modelu.
- Výpočet štandardnej neistoty každej zložky neistoty merania. Každá zložka neistoty merania je vyjadrená štandardnou neistotou určenou stanoveným typom A alebo typom B.
- Výpočet kombinovanej neistoty. Princíp:
Kombinovaná neistota kombinuje jednotlivé zložky neistoty podľa zákona šírenia neistoty.
V praxi to znamená:
Pre súčet alebo rozdiel zložiek sa kombinovaná neistota vypočíta ako druhá odmocnina súčtu druhých mocnín štandardných neistôt jednotlivých zložiek.
Pre súčin alebo podiel zložiek sa kombinovaná neistota vypočíta ako druhá odmocnina súčtu druhých mocnín relatívnych štandardných neistôt jednotlivých zložiek (použije sa rovnaký postup ako pre súčet/rozdiel, len sa berú do úvahy relatívne neistoty). - Výpočet rozšírenej neistoty. Vynásobenie kombinovanej neistoty koeficientom rozšírenia k.
- Vyjadrenie výsledku merania v tvare Y= y±U.
2.1.6 Skúšanie
- prečítané 7060x