У першому томі - "Основи метрології" - викладено основні положення метрології, теорії вимірювань та забезпечення єдності вимірювань, загальні відомості про засоби вимірювальної техніки (ЗВТ) та їх метрологічні характеристики і вимірювальні сигнали. Розглянуто питання теорії похибок вимірювань і опрацювання результатів вимірювань. У другому томі - "Вимірювальна техніка" - розглянуто основні методи та засоби вимірювань електричних, магнітних і неелектричних величин та оцінювання точності вимірювань. Висвітлено питання метрологічного забезпечення електричних вимірювань та метрологічної перевірки засобів вимірювань електричних величин. Всі глави підручника містять типові вимірювальні задачі та приклади їх розв'язання, а також довідкову інформацію про метрологічні характеристики сучасних ЗВТ. Підручник призначений для студентів електротехнічних спеціальностей вищих навчальних закладів усіх форм навчання (очної, заочної, екстернату), аспірантів та інженерно-технічних працівників у галузі метрології та вимірювальної техніки. ЗМІСТ ПЕРЕДМОВА 5 PREFACE 6 ВСТУП 19 РОЗДІЛ 1. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ВИМІРЮВАНЬ 21 Глава 1. ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ МЕТРОЛОГІЇ 23 1.1. Метрологія-наука про вимірювання 23 1.2. Роль метрології в загальнонаукових методах пізнання 25 1.3. Спостереження, вимірювання, експеримент- складові частини метрології 27 1.4. Метрологія у структурі науки, виробництва, освіти й торгівлі 34 1.5. Якісні та кількісні характеристики вимірюваних величин 36 1.6. Шкали вимірювань 37 1.7. Роль суб'єктивного чинника у вимірюваннях 40 1.8. Мова метрології 43 Запитання до глави 1 47 Література до глави 1 48 Глава 2. ВИМІРЮВАНІ ВЕЛИЧИНИ, ЇХ ЗНАЧЕННЯ ТА ОДИНИЦІ 49 2.1. Елементи вимірювального процесу 49 2.2. Фізична і вимірювана величини 51 2.3. Розмір величини і значення величини 57 2.4. Назви, одиниці величин та їх розмірності 59 Запитання до глави 2 69 Задачі до глави 2 69 Література до глави 2 70 Глава 3. ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЄДНОСТІ ВИМІРЮВАНЬ 71 3.1. Єдність вимірювань та їх метрологічне забезпечення 71 3.2. Державна система забезпечення єдності вимірювань 72 3.3. Метрологічна служба України 73 3.4. Метрологічний контроль і нагляд за засобами вимірювальної техніки 79 3.5. Міжнародні метрологічні організації 81 3.6. Еталони одиниць фізичних величин 82 3.7. Ієрархічні схеми передачі розмірів одиниць фізичних величин 86 Запитання до глави 3 87 Література до глави 3 88 Глава 4. ЗАСОБИ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ 89 4.1. Різновиди засобів вимірювальної техніки 89 4.2. Аналогові і цифрові прилади 90 4.3. Вимірювальний канал 92 4.4. Вимірювальні системи 93 4.5. Вимірювальна устава 96 4.6. Вимірювальні пристрої 96 4.7. Характеристики ЗВТ 97 4.8. Умови застосування засобів вимірювальної техніки (умови вимірювань) 107 4.9. Класифікація засобів вимірювальної техніки залежно від метрологічних функцій 109 Запитання до глави 4 110 Задачі до глави 4 111 Література до глави 4 112 Глава 5. КЛАСИФІКАЦІЯ ВИМІРЮВАНЬ 113 5.1. Загальна класифікація вимірювань 113 5.2. Принцип і метод вимірювань 113 5.3. Класифікація методів вимірювань 115 5.4. Види вимірювань 121 5.5. Інші ознаки вимірювань 126 Запитання до глави 5 127 Література до глави 5 128 РОЗДІЛ 2. ПОХИБКИ ВИМІРЮВАНЬ 129 Глава 6. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЯКОСТІ ВИМІРЮВАНЬ. ПОХИБКИ ВИМІРЮВАНЬ 131 6.1. Характеристики якості вимірювання 131 6.2. Точність вимірювання 131 6.3. Похибка результату вимірювання 131 6.4. Класифікація похибок вимірювань 135 6.5. Інші класифікаційні ознаки похибок вимірювань 140 6.6. Промахи 141 6.7. Правильність, відтворюваність і збіжність результатів вимірювань 141 6.8. Непевність (невизначеність) результату вимірювання 142 6.9. Подібність та відмінність понять та методів оцінювання характеристик похибки та непевності результату вимірювання 143 Запитання до глави 6 148 Задачі до глави 6 149 Література до глави б 150 Глава 7. СИСТЕМАТИЧНІ, ПРОГРЕСУЮЧІ ТА РЕГУЛЯРНІ ПОХИБКИ 151 7.1. Систематичні похибки 151 7.2. Прогресуючі похибки 153 7.3. Регулярні похибки 154 Запитання до глави 7 154 Задачі до глави 7 155 Література до глави 7 155 Глава 8. ВИПАДКОВІ ПОХИБКИ 157 8.1. Густина та функція розподілу випадкової похибки 157 8.2. Типові моделі густини розподілу випадкової похибки 159 8.3. Довірчі границі похибки 164 8.4. Числові характеристики випадкових похибок 166 8.5. Сумісна густина розподілу декількох похибок 170 8.6. Числові характеристики алгебраїчної суми незалежних випадкових похибок .... 171 8.7. Статистичний (імовірнісний) зв'язок між похибками. Кореляція. Коваріація 175 Запитання до глави 8 178 Задачі до глави 8 178 Література до глави 8 179 Глава 9. АДИТИВНА, МУЛЬТШШКАТИВНА ТА НЕЛІНІЙНА ПОХИБКИ 181 9.1. Адитивна похибка 181 9.2. Мультипликативна похибка 182 9.3. Нелінійна похибка 184 Запитання до глави 9 185 Задачі до глави 9 185 Література до глави 9 186 Глава 10. ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ ПОХИБКИ 187 10.1. Основна і додаткова похибки ЗВТ 187 10.2. Оцінювання основної похибки ЗВТ 188 10.3. Оцінювання додаткових похибок приладів 193 10.4. Похибка квантування цифрових приладів 195 10.5. Похибка від встановлення ЗВТ 196 10.6. Зведені до входу і виходу засобу вимірювальної техніки похибки 196 Запитання до глави 10 202 Задачі до глави 10 202 Література до глави 10 204 Глава 11. ДИНАМІЧНІ ПОХИБКИ 205 11.1. Основні динамічні характеристики ЗВТ 205 11.2. Часова динамічна похибка 207 11.3. Частотна динамічна похибка 208 11.4. Динамічні похибки при цифрових вимірюваннях 210 11.5. Похибка від зміни сигналу протягом перетворення 214 Запитання до глави 11 215 Задачі до глави 11 215 Література до глави 11 216 РОЗДІЛ 3. ОПРАЦЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ 217 Глава 12. ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ ОПРАЦЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ 219 12.1. Основні операції опрацювання результатів 219 12.2. Нехтування похибками 220 12.3. Заокруглення похибок 223 12.4. Заокруглення і подання результату вимірювання 226 12.5. Підсумовування систематичних похибок 227 12.6. Сумісне підсумовування систематичних та випадкових похибок 230 Запитання до глави 12 , 232 Задачі до глави 12 233 Література до глави 12 234 Глава 13. ВИЯВЛЕННЯ І КОРИГУВАННЯ СИСТЕМАТИЧНИХ ТА ПРОГРЕСУЮЧИХ ПОХИБОК 235 13.1. Виявлення систематичних, прогресуючих та періодичних похибок 235 13.2. Загальні методи коригування систематичних похибок 236 13.3. Коригування систематичних похибок вимірювальних приладів внесенням поправок 236 13.4. Компенсація систематичної похибки за знаком 239 13.5. Зменшення впливу адитивної систематичної похибки приладу 240 13.6. Зменшення сумісного впливу адитивної та мультиплікативної систематичних похибок приладу 241 13.7. Коригування систематичних похибок приладу методом заміщення 243 13.8. Метод протиставлення 245 13.9. Коригування прогресуючих похибок. Метод симетричних у часі спостережень 247 13.10. Зменшення впливу періодичних похибок 249 13.11. Аналітичний розрахунок поправок 250 Запитання до глави 13 251 Задачі до глави 13 252 Література до глави ІЗ 254 Глава 14. ЗМЕНШЕННЯ ВПЛИВУ ВИПАДКОВИХ ПОХИБОК 255 14.1. Вимірювання з багаторазовими спостереженнями 255 14.2. Статистичні оцінки характеристик випадкових похибок 255 14.3. Перевірка гіпотези про заданий розподіл випадкових похибок 261 14.4. Оцінювання кореляції між результатами спостережень 270 14.5. Результат вимірювання при нормальному розподілі випадкових похибок 271 14.6. Відкидання спотворених грубими похибками результатів спостережень 274 14.7. Результат вимірювання для двостороннього експоненційного розподілу (розподілу Лапласа) випадкових похибок 275 14.8. Результат вимірювання для рівномірного розподілу випадкових похибок 277 Запитання до глави 14 278 Задачі до глави 14 278 Література до глави 14 280 Глава 15. ОЦІНЮВАННЯ ПОХИБОК ВІД ВПЛИВУ ЗАВАД ...281 15.1. Еквівалентні схеми впливу завад 281 15.2. Коефіцієнти послаблення завад 282 15.3. Усереднення і фільтрація спотворених регулярними завадами вимірювальних сигналів 283 15.4. Використання фільтрів для послаблення впливу періодичних завад 285 15.5. Усереднення періодичних завад 290 15.6. Вагове усереднення періодичних завад 294 15.7. Вагове усереднення завад у широкій смузі частот 298 15.8. Випадкова похибка від впливу шумів та завад 303 Запитання до глави 15 304 Задачі до глави 15 305 Література до глави 15 306 Глава 16. ОПРАЦЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ПРЯМИХ ВИМІРЮВАНЬ 307 16.1. Особливості опрацювання результатів прямих разових вимірювань 307 16.2. Оцінювання характеристик сумарної похибки разового вимірювання 308 16.3. Вимірювання з багаторазовими рівноточними спостереженнями 310 16.4. Приклади опрацювання результатів вимірювань з багаторазовими спостереженнями 312 Запитання до глави 16 320 Задачі до глави 16 320 Література до глави 16 324 Глава 17. ОПРАЦЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ОПОСЕРЕДКОВАНИХ ВИМІРЮВАНЬ ... 325 17.1. Опрацювання результатів опосередкованих вимірювань з разовими спостереженнями аргументів 325 17.2. Опрацювання результатів опосередкованих вимірювань з багаторазовими спостереженнями аргументів 335 Запитання до глави 17 342 Задачі до глави 17 342 Література до глави 17 344 Глава 18. ОПРАЦЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ СУМІСНИХ ВИМІРЮВАНЬ. ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРШ ЗАЛЕЖНОСТЕЙ МІЖ ВЕЛИЧИНАМИ 345 18.1. Наближення (апроксимація) результатів експериментів функціями 345 18.2. Метод найменших квадратів 346 18.3. Лінійна апроксимація 349 18.4. Похибки знаходження коефіцієнтів апроксимаційної функції. Коваріаційна матриця похибки коефіцієнтів 351 18.5. Параболічна апроксимація 355 18.6. Вплив нерівноточності та корельованості результатів спостережень 359 18.7. Вплив неадекватності моделі апроксимаційної функції 359 18.8. Перевірка на малість значень розрахованих коефіцієнтів 361 18.9. Кубічна апроксимація 363 18.10. Апроксимація ортогональними поліномами Чебишова 366 18.11. Одночасний вплив похибок вимірювань аргументу та функції 371 18.12. Стійкість розв'язків 375 18.13. Особливості нелінійної апроксимації МНК 375 Запитання до глави 18 379 Задачі до глави 18 379 Література до глави 18 381 Глава 19. ОПРАЦЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ СУКУПНИХ ВИМІРЮВАНЬ 383 19.1. Завдання сукупних вимірювань 383 19.2. Складання системи рівнянь лінійних сукупних вимірювань 385 19.3. Знаходження результатів лінійних сукупних вимірювань і оцінювання їх точності 386 Запитання до глави 19 389 Задачі до глави 19 389 Література до глави 19 390 РОЗДІЛ 4. ВИМІРЮВАЛЬНІ СИГНАЛИ 391 Глава 20. ВИМІРЮВАЛЬНІ СИГНАЛИ ТА ЇХ ПЕРЕТВОРЕННЯ 393 20.1. Види сигналів 393 20.2. Моделі та характеристики сигналів 396 20.3. Аналогові та цифрові (кодові) сигнали 403 20.4. Перетворення сигналів у вимірювальних системах 406 Задачі до глави 20 409 Література до глави 20 410 Глава 21. ВИМІРЮВАЛЬНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ СТОХАСТИЧНИХ СИГНАЛІВ 411 21.1. Характеристики стохастичних сигналів 411 21.2. Вступ до оцінювання характеристик стохастичних сигналів 429 21.3. Вимірювання статистичних характеристик стохастичних сигналів 432 21.4. Генерування стохастичних сигналів 440 Запитання до глави 21 450 Задачі до глави 21 451 Література до глави 21 452 РОЗДІЛ 5. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ, ПІДХОДИ, ІНТЕРПРЕТАЦІЇ ТА ПРОБЛЕМИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ 453 Глава 22. РОЛЬ ВИМІРЮВАНЬ У ПІЗНАВАЛЬНІЙ ТА ТЕХНІЧНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ 455 22.1. Найважливіші аксіоми, парадигми, категорії і поняття, що стосуються процесу пізнання 455 22.2. Пізнавальний процес та процес вимірювання 462 22.3. Природа, функції та значення вимірювань у фізико-математичних науках 465 22.4. Інтерпретації вимірювальних процесів 466 Запитання до глави 22 469 Література до глави 22 469 Пиша 23. КОНЦЕПЦІЇ ТА МОДЕЛІ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ ТА ЇХ РЕЗУЛЬТАТІВ 471 23.1. Емпірично-геометрична концепція вимірювань 471 23.2. Концепція вимірювання як процесу 472 23.3. Інформаційна концепція вимірювання 475 23.4. Феноменологічний підхід до інформаційно-вимірювального процесу 477 23.5. Інші погляди на процеси вимірювання 480 23.6. Проблеми неоднозначності у інтерпретації формальних означень вимірювання в теорії і на практиці 481 23.7. Аксіологічні аспекти операціоналістично-операційної інтерпретації вимірювання 483 23.8. Апріорна та апостеріорна реалізації вимірювальних процесів 485 23.9. Результат вимірювання. Найважливіші означення, погляди, інтерпретації та уточнення 486 Запитання до глави 23 493 Література до глави 23 493 Пиша 24. СИСТЕМНІ НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ МЕТРОЛОГИ 495 24.1. Основні різновиди інтерактивної взаємодії "об'єкт пізнання-суб'єкт пізнання" і дії 495 24.2. Автоматизація вимірювальних процесів 496 24.3. Системна інтерпретація вимірювальних пристроїв та засобів 498 24.4. Класифікація вимірювальних систем 499 24.5. Системний розвиток сучасної інформаційно-вимірювальної техніки 501 24.6. Структурні засади описання інформаційно-вимірювальних систем 504 24.7. Тенденції розвитку сучасних вимірювальних (інструментальних) засобів 507 Запитання до глави 24 512 Література до глави 24 512 ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК 515