Измерения играют важнейшую роль в жизни человека. В том или ином виде измерения возникли с появлением человека на Земле. Различными исследованиями установлено, что более чем за четыре тысячелетия до новой эры в Древнем Египте и Месопотамии уже проводили различные виды измерений, в том числе и астрономические. На протяжении всей истории развития науки и техники перед человеком возникает множество проблем, для решения которых необходимо располагать количественной информацией о том или ином свойстве объектов материального мира. Основным способом получения такой информации являются измерения, при правильном выполнении которых находится результат измерения с большей или меньшей точностью, отражающий интересующие свойства объекта познания. Измерения делают представления о свойствах окружающего нас мира более полными и понятными. Недаром еще великий Галилео Галилей утверждал: «Надо измерять все измеряемое и делать измеримым то, что не поддается измерению». Можно сказать, что прогресс науки и техники определяется степенью совершенства измерений и измерительных средств. Измерениями занимались и существенно их развили такие известные ученые как X. Гюйгенс и И. Ньютон. Основателем же метрологии, как науки, в сущности, был К.Ф. Гаусс. Большой вклад в развитие метрологии внес В.Э. Вебер, который вместе с К.Ф. Гауссом разработал абсолютную систему электрических и магнитных единиц. Зарождение в нашей стране метрологической службы следует отнести к 1842 г., когда был издан закон о мерах и весах, предусматривающий создание первого в России метрологического учреждения — Депо образцовых мер. Существенный вклад в развитие отечественной метрологии внесла академическая комиссия в составе академиков О.В. Струве, Г.И. Вильда и Б.С. Якоби (1870 г.). Основателем отечественной метрологии стал русский ученый Д.И. Менделеев (1834-1907). Он так определял роль и значение измерений: «В природе мера и вес суть главное орудие познания. Наука начинается с тех пор, как начинают измерять, точная наука немыслима без меры». В 1893 г. по указу императора была основана Главная палата мер и весов, директором которой был назначен Д.И. Менделеев. В задачи палаты входило не только хранение эталонов и обеспечение поверки по ним средств измерений, но и проведение научных исследований в области метрологии. Затем в нашей стране стали создаваться местные поверочные палаты. История развития техники электрических измерений связана с именами русских ученых М.В. Ломоносова и Г.В. Рихмана, которые в 40-х годах XVIII в. сконструировали первый в мире электроизмерительный прибор, названный авторами указатель электрической силы. Выдающиеся ученые (А. Вольта, Ш. Кулон, Г. Ом, М. Фарадей и др.) во второй половине XVIII — первой половине XIX века продолжили создание других видов приборов. В частности, закон Ома был открыт при наблюдении взаимодействия провода с током, расположенного рядом с магнитной стрелкой, — прообраза приборов магнитоэлектрической системы. С помощью этого несложного устройства М. Фарадей установил закон электромагнитной индукции (1826-1931). Во второй половине XIX в. существенный вклад в развитие электроизмерительных приборов внесли выдающиеся русские ученые А.Г. Столетов, Б.С. Якоби и особенно М.О. Доливо-Добровольский, предложивший электромагнитные и ряд других приборов. Первые измерительные приборы использовали лишь для относительной оценки физической величины. Такое положение сохранялось до тех пор, пока не были определены электрические меры. Вначале (середина XIX в.) эти меры, созданные отдельными учеными в разных странах, не были одинаковыми. Однако это позволяло все же производить измерения, хотя еще и не в общепринятых единицах, и сделало возможным взаимное сличение этих мер и сравнение результатов опытов. По взаимной договоренности на специальной международной конференции с участием России в 1875 г. была подписана метрическая конвенция, по которой страны обязались содержать «Международное бюро мер и весов» как центр, обеспечивающий единство измерений в международном масштабе. При этом в широком смысле под единством измерений понимается характеристика качества измерений, заключающаяся в том, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам воспроизведенных величин, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы. Применительно к нашей стране, согласно Закону Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений», единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. Разработка и внедрение техники электрорадиоизмерений совпало с началом развития систем радиосвязи и радиотехники. Существенное внимание данным вопросам уделял крупнейший русский ученый, изобретатель радио А.С. Попов. Основоположником отечественной радиоизмерительной техники считается академик М.В. Шулейкин, организовавший в 1913 г. первую заводскую лабораторию по производству измерительных приборов. Неоценимый вклад в развитие техники электрорадиоизмерений внес академик Л.И. Мандельштам, создавший в начале XX в. прототип современного электронного осциллографа. Многие русские ученые, такие, как В.В. Ширков, М.А. БончБруевич, Н.Н. Пономарев, В.Г. Дубенецкий и другие, существенно развили теорию и технику радиоизмерений. Для того чтобы успешно справиться с многочисленными и разнообразными проблемами электрорадиоизмерений, студентам необходимо освоить ряд общих принципов их решения, определить единую научную и законодательную базу, обеспечивающую на практике высокое качество измерений независимо от того, где и с какой целью они выполняются. Такой базой является метрология (от греч. «метрон» — мера, «логос» — учение). Современное определение метрологии дано в Рекомендации РМГ 29-99 «ГСП. Метрология. Основные термины и определения»: метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Главным предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью. Средства метрологии -— совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование. Метрология включает общую теорию измерений физических величин, устанавливает и регламентирует единицы физических величин и их системы, порядок передачи размеров единиц от эталонов образцовым и рабочим средствам измерений, методы и средства измерений, общие методы обработки результатов измерений и оценки их точности. Наряду с метрологией проблемами создания и применения средств измерений для получения измерительной информации и возникающими при этом научными и техническими вопросами занимается измерительная техника. Фундаментальной основой измерительной техники является метрологическое обеспечение. Метрологическое обеспечение любых измерений расположено на четырех краеугольных камнях (рис. В.1): научной, нормативнотехнической, организационной и правовой (законодательной) основах. Научная метрология, являясь базой измерительной техники, занимается изучением проблем измерений в целом и образующих измерение элементов: средств и приборов измерений, физических величин и их единиц, методов и методик измерений, результатов и погрешностей измерений и пр. Рис. В.1. Структура метрологического обеспечения измерений Нормативно-технической основой метрологического обеспечения является комплекс государственных стандартов, состоящий из следующих систем: • государственных эталонов единиц физических величин; • передачи размеров единиц физических величин от эталонов или исходных образцовых средств измерений нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений; • разработки, производства и выпуска в обращение средств измерений, обеспечивающих определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов в сфере материального производства, при научных исследованиях и других видах деятельности; • обязательных государственных испытаний средств измерений; • обязательной государственной и ведомственной поверки или метрологической аттестации средств измерений; • стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, обеспечивающая воспроизведение единиц величин, характеризующих состав и свойства веществ и материалов; • стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов; • общие методы нормирования оценки и контроля метрологических характеристик средств измерений. Организационной основой метрологического обеспечения нашего государства является метрологическая служба Российской Федерации. Она состоит из государственной и ведомственных метрологических служб, образующих покрывающую всю страну сеть учреждений и организаций и которые с 2004 г. возглавляет Федеральное Агентство по техническому регулированию и метрологии (бывший Г осстандарт России). Важной особенностью метрологического обеспечения является ее правовая основа. Благодаря действию в нашей стране комплекса государственных стандартов, объединенных в Государственную систему обеспечения единства измерений (ГСОЕИ, упрощенное — ГСИ), установлена единая номенклатура стандартных взаимоувязанных правил и положений, требований и норм, относящихся к организации, методике оценивания и обеспечения точности измерений. Раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных общих правил, требований и норм, а также вопросы 12 регламентации и государственного контроля, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений, называется законодательной метрологией. Это, в свою очередь, предписывает соответствующий надзор за средствами измерений, который осуществляется органами метрологической службы, обеспечивающей единообразие средств измерений. В метрологии, как и в любой другой науке, недопустимо произвольное толкование применяемых терминов. Поэтому один из основных метрологических документов Рекомендации ПМГ 29-99 «ГСП. Метрология. Основные термины и определения» специально регламентирует терминологию в области метрологии. В настоящее время измерения почти полностью перешли на цифровые методы, воплощенные в приборах с цифровым отсчетом и регистрацией; существенно расширяются диапазоны измеряемых величин; в измерительных системах широко применяется микроэлектроника; появилась необходимость в измерении характеристик случайных процессов. Все это требует нового подхода к состоянию средств радиоизмерений, к соответствию их метрологических свойств установленным нормам. В последние годы сформировалось и успешно развивается новое направление в измерительной технике — компьютерно-измерительные системы (КИС) и их разновидность — виртуальные приборы — Virtual Instruments (виртуальный — кажущийся). Виртуальный прибор — специальная плата, устанавливаемая в персональный компьютер (в слот ISA или PCI) или внешнее устройство, подключаемое через LPT-порт в комплексе с соответствующим программным обеспечением. В зависимости от используемой платы и программного обеспечения пользователь получает измерительный прибор под ту или иную метрологическую задачу. Очевидно, что многие метрологические и исследовательские задачи будут в XXI в. решаться с помощью КИС и виртуальных приборов. МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ ПМР ГОУ «Днестровский техникум энергетики и компьютерных технологий» ВНЕАУДИТОРНАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА №1 РЕФЕРАТ Тема: «История развития электрорадиоизмерений» по МДК 03.02 «Выполнение эксплуатационных и ремонтных работ технического оборудования» специальность 2.09.02.04 «Информационные системы в промышленности» Выполнил Принял студент 2 курса гр. И-1-19 преподаватель общепрофессиональных дисциплин Тычинский И.А. Макан Е.И. Днестровск, 2020
