Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Vysokaacute škola baacuteňskaacute ndash Technickaacute univerzita Ostrava
Fakulta strojniacute
STROJIacuteRENSKAacute METROLOGIE
Studijniacute opora bdquoStrojiacuterenskaacute metrologieldquo
Ing Lenka PETŘKOVSKAacute PhD
Ing Lenka ČEPOVAacute PhD
Ostrava 2011
Tyto studijniacute materiaacutely vznikly za finančniacute podpory Evropskeacuteho sociaacutelniacuteho fondu
(ESF) a rozpočtu Českeacute republiky v raacutemci řešeniacute projektu OP VK
CZ1072300090147 bdquoVzdělaacutevaacuteniacute lidskyacutech zdrojů pro rozvoj tyacutemů ve vyacutevoji
a vyacutezkumuldquo
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
2 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naacutezev Strojiacuterenskaacute metrologie
Autoři Ing Lenka PETŘKOVSKAacute PhD Ing Lenka ČEPOVAacute PhD
Vydaacuteniacute prvniacute 2011
Počet stran 101
Naacuteklad 25
Studijniacute materiaacutely pro studijniacute obor strojiacuterenskaacute technologie Fakulty strojniacute
Jazykovaacute korektura nebyla provedena
Tyto studijniacute materiaacutely vznikly za finančniacute podpory Evropskeacuteho sociaacutelniacuteho fondu
a rozpočtu Českeacute republiky v raacutemci řešeniacute projektu Operačniacuteho programu Vzdělaacutevaacuteniacute
pr o konkurenceschopnost
Naacutezev Vzdělaacutevaacuteniacute lidskyacutech zdrojů pro rozvoj tyacutemů ve vyacutevoji a vyacutezkumu
Čiacuteslo CZ1072300090147
Realizace Vysokaacute škola baacuteňskaacute ndash Technickaacute univerzita Ostrava
copy Lenka PETŘKOVSKAacute Lenka ČEPOVAacute
copy Vysokaacute škola baacuteňskaacute ndash Technickaacute univerzita Ostrava
ISBN 978-80-248-2723-0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
3 Strojiacuterenskaacute metrologie
POKYNY KE STUDIU
Strojiacuterenskaacute metrologie
Pro studium problematiky strojiacuterenskaacute metrologie jste obdrželi studijniacute baliacutek
obsahujiacuteciacute
bull integrovaneacute skriptum pro distančniacute studium obsahujiacuteciacute i pokyny ke studiu
Prerekvizity
Pro studium teacuteto opory se předpoklaacutedaacute znalost na uacuterovni absolventa středniacute školy
strojniacuteho nebo přiacutebuzneacuteho zaměřeniacute
Ciacutelem učebniacute opory
Ciacutelem je seznaacutemeniacute se zaacutekladniacutemi pojmy tyacutekajiacuteciacute se metrologie Po prostudovaacuteniacute
modulu by měl student byacutet schopen pochopit zaacuteklady metrologie a seznaacutemiacute se se zaacutekonem
o metrologii Daacutele zvlaacutedne problematiku vyacutepočtu chyb a nejistot měřeniacute Mezi jeho vědomosti
se zařadiacute informace o zaacutekladniacutech měřidlech použiacutevanyacutech v metrologii a to předevšiacutem pro
měřeniacutem deacutelky a uacutehlů Součaacutestiacute opory je takeacute metrologickyacute systeacutem a řaacuted firmy
Pro koho je předmět určen
Modul je zařazen do bakalaacuteřskeacuteho studia oboru strojiacuterenskaacute technologie ale může jej
studovat i zaacutejemce z ktereacutehokoliv jineacuteho oboru pokud splňuje požadovaneacute prerekvizity
Skriptum se děliacute na čaacutesti kapitoly ktereacute odpoviacutedajiacute logickeacutemu děleniacute studovaneacute laacutetky
ale nejsou stejně obsaacutehleacute Předpoklaacutedanaacute doba ke studiu kapitoly se může vyacuterazně lišit
proto jsou velkeacute kapitoly děleny daacutele na čiacuteslovaneacute podkapitoly a těm odpoviacutedaacute niacuteže popsanaacute
struktura
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
4 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při studiu každeacute kapitoly doporučujeme naacutesledujiacuteciacute postup
Čas ke studiu xx hodin
Na uacutevod kapitoly je uveden čas potřebnyacute k prostudovaacuteniacute laacutetky Čas je orientačniacute
a může vaacutem sloužit jak o hrubeacute vodiacutetko pro rozvrženiacute studia celeacuteho předmětu či kapitoly
Někomu se čas může zdaacutet přiacuteliš dlouhyacute někomu naopak Jsou studenti kteřiacute se
s touto problematikou ještě nikdy nesetkali a naopak takoviacute kteřiacute již v tomto oboru majiacute
bohateacute zkušenosti
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat hellip
Definovat hellip
Vyřešit hellip
Ihned potom jsou uvedeny ciacutele kteryacutech maacutete dosaacutehnout po prostudovaacuteniacute teacuteto kapitoly
ndash konkreacutetniacute dovednosti znalosti
Vyacuteklad
Naacutesleduje vlastniacute vyacuteklad studovaneacute laacutetky zavedeniacute novyacutech pojmů jejich vysvětleniacute
vše doprovaacutezeno obraacutezky tabulkami řešenyacutemi přiacuteklady odkazy na animace
Shrnutiacute pojmů
Na zaacutevěr kapitoly jsou zopakovaacuteny hlavniacute pojmy ktereacute si v niacute maacutete osvojit Pokud
některeacutemu z nich ještě nerozumiacutete vraťte se k nim ještě jednou
Otaacutezky
Pro ověřeniacute že jste dobře a uacuteplně laacutetku kapitoly zvlaacutedli maacutete k dispozici několik
teoretickyacutech otaacutezek
Uacutelohy k řešeniacute
Protože většina teoretickyacutech pojmů tohoto předmětu maacute bezprostředniacute vyacuteznam
a využitiacute v praxi jsou Vaacutem nakonec předklaacutedaacuteny i praktickeacute uacutelohy k řešeniacute v nich je hlavniacutem
vyacuteznamem předmětu schopnost aplikovat čerstvě nabyteacute znalosti pro řešeniacute reaacutelnyacutech situaciacute
Kliacuteč k řešeniacute
Vyacutesledky zadanyacutech přiacutekladů i teoretickyacutech otaacutezek jsou uvedeny v zaacutevěru učebnice
v Kliacuteči k řešeniacute Použiacutevejte je až po vlastniacutem vyřešeniacute uacuteloh jen tak si samokontrolou ověřiacutete
že jste obsah kapitoly skutečně uacuteplně zvlaacutedli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
5 Strojiacuterenskaacute metrologie
Uacutespěšneacute a přiacutejemneacute studium s tiacutemto učebniacutem textem Vaacutem přejiacute autorky
Ing Lenka PETŘKOVSKAacute PhD a Ing Lenka ČEPOVAacute PhD
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
6 Strojiacuterenskaacute metrologie
OBSAH
1 UacuteVOD 8
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly 8
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii 10
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE 12
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR 12
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute a uacutelohy 14
23 Zaacutekon o metrologii 16
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie 16
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie 17
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy 20
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony 26
241 Vymezeniacute pojmů a definic 26
242 Řetězec naacutevaznosti 28
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute 30
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute 30
32 Chyby měřeniacute 31
321 Naacutehodneacute chyby 32
322 Normaacutelniacute rozděleniacute 33
323 Systematickeacute chyby 35
Vyacuterobniacute uacutedaje 36
Odhad chyb čteniacute na stupnici 36
33 Nejistoty měřeniacute 38
331 Druhy nejistot 39
Zdroje nejistot 39
Bilančniacute tabulka 40
332 Postup při stanoveniacute nejistot 40
Standardniacute nejistota typu A 41
Standardniacute nejistota typu B 41
Kombinovanaacute nejistota 43
Rozšiacuteřenaacute nejistota 43
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL 52
41 Vlastnosti měřidel 52
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
7 Strojiacuterenskaacute metrologie
42 Rozděleniacute měřidel 56
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK 58
51 Měřidla na principu posuvneacutem 58
511 Posuvneacute měřidlo 58
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr 60
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu 61
521 Třmenovyacute mikrometr 62
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich 63
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry 65
54 Kalibry 66
55 Koncoveacute měrky 68
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ 71
61 Principy měřeniacute 72
62 Uacutehelniacuteky 73
63 Uacutehloměry 74
64 Uacutehloveacute měrky 76
65 Vodovaacutehy 78
66 Sinusoveacute praviacutetko 79
67 Profilprojektory 80
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY 82
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy 82
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu 83
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu 84
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě 85
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute
efektivity metrologickyacutech činnostiacute 87
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu 88
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute 89
78 Metrologickyacute řaacuted 91
8 LITERAURA 101
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
8 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 UacuteVOD
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit pojem metrologie a jejiacute uacutekoly Popisuje filozofii
spraacutevneacuteho měřeniacute a důvody proč je metrologie důležitou součaacutestiacute života Vysvětluje vyacutehody
a důvody jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologie
Co je to Metrickaacute konvence a Ujednaacuteniacute o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech
etalonů a certifikaacutetů
Jakeacute jsou charakteristickeacute rysy současneacute metrologie
Vyacuteklad
Metrologie - vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky a činnostmi
tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech oblastech vědy
hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Jednotneacute a přesneacute
měřeniacute je předpokladem vzaacutejemneacute důvěry při směně zbožiacute ale staacutele viacutece i jednou z nutnyacutech
podmiacutenek jakeacutekoliv efektivniacute vyacuteroby Soudobeacute trendy vedou ke globalizaci hospodaacuteřstviacute
a k nebyacutevaleacutemu využitiacute kooperace v celosvětoveacutem měřiacutetku Mnoheacute vyacuterobky vznikajiacute z čaacutestiacute
vyrobenyacutech na různyacutech miacutestech světa a nakonec složenyacutech v jedinyacute funkčniacute celek v němž
musiacute čaacutesti bezchybně spolupracovat To je možneacute jen diacuteky jednotneacutemu a přesneacutemu měřeniacute
stejně jak o fungovaacuteniacute soudobyacutech globaacutelniacutech komunikačniacutech systeacutemů vědeckaacute pozorovaacuteniacute
sledovaacuteniacute životniacuteho prostřediacute a podobně Z těchto skutečnostiacute vyplyacutevaacute mimořaacutednaacute uacuteloha
měřiciacute techniky a metrologie a jejiacute hospodaacuteřskyacute vyacuteznam
Směna zbožiacute si vyžaacutedala postupneacute sjednocovaacuteniacute jednotek měřeniacute již v počaacutetciacutech
civilizace stejně jako bylo již ve starověku nezbytneacute zajistit určitou přesnost měřeniacute při
velkyacutech stavbaacutech při vyměřovaacuteniacute pozemků nebo při pozorovaacuteniacute astronomickyacutech jevů
Dramatickyacute růst požadavků přinesl rozvoj moderniacute vědy a průmysloveacute vyacuteroby To vedlo
k vytvaacuteřeniacute viacutece nebo meacuteně konsistentniacutech soustav jednotek a k sjednocovaacuteniacute způsobu
vyjadřovaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Postupně bylo zřejmeacute že opatřeniacute omezenaacute na uacutezemiacute jednoho
staacutetu nebo oblasti nestačiacute a že je nutneacute a prospěšneacute řešeniacute globaacutelniacute Tento proces vedl po
Velkeacute francouzskeacute revoluci k prosazeniacute desetinneacuteho metrickeacuteho systeacutemu a k mezinaacuterodniacute
dohodě zvaneacute Metrickaacute konvence (podepsaly ji doposud vlaacutedy 51 staacutetů prvniacute z nich již
v roce 1875 a Českaacute republika je vlastně jak o naacutestupnickyacute staacutet Rakouska-Uherska signataacuteřem
Metrickeacute konvence od sameacuteho počaacutetku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
2 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naacutezev Strojiacuterenskaacute metrologie
Autoři Ing Lenka PETŘKOVSKAacute PhD Ing Lenka ČEPOVAacute PhD
Vydaacuteniacute prvniacute 2011
Počet stran 101
Naacuteklad 25
Studijniacute materiaacutely pro studijniacute obor strojiacuterenskaacute technologie Fakulty strojniacute
Jazykovaacute korektura nebyla provedena
Tyto studijniacute materiaacutely vznikly za finančniacute podpory Evropskeacuteho sociaacutelniacuteho fondu
a rozpočtu Českeacute republiky v raacutemci řešeniacute projektu Operačniacuteho programu Vzdělaacutevaacuteniacute
pr o konkurenceschopnost
Naacutezev Vzdělaacutevaacuteniacute lidskyacutech zdrojů pro rozvoj tyacutemů ve vyacutevoji a vyacutezkumu
Čiacuteslo CZ1072300090147
Realizace Vysokaacute škola baacuteňskaacute ndash Technickaacute univerzita Ostrava
copy Lenka PETŘKOVSKAacute Lenka ČEPOVAacute
copy Vysokaacute škola baacuteňskaacute ndash Technickaacute univerzita Ostrava
ISBN 978-80-248-2723-0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
3 Strojiacuterenskaacute metrologie
POKYNY KE STUDIU
Strojiacuterenskaacute metrologie
Pro studium problematiky strojiacuterenskaacute metrologie jste obdrželi studijniacute baliacutek
obsahujiacuteciacute
bull integrovaneacute skriptum pro distančniacute studium obsahujiacuteciacute i pokyny ke studiu
Prerekvizity
Pro studium teacuteto opory se předpoklaacutedaacute znalost na uacuterovni absolventa středniacute školy
strojniacuteho nebo přiacutebuzneacuteho zaměřeniacute
Ciacutelem učebniacute opory
Ciacutelem je seznaacutemeniacute se zaacutekladniacutemi pojmy tyacutekajiacuteciacute se metrologie Po prostudovaacuteniacute
modulu by měl student byacutet schopen pochopit zaacuteklady metrologie a seznaacutemiacute se se zaacutekonem
o metrologii Daacutele zvlaacutedne problematiku vyacutepočtu chyb a nejistot měřeniacute Mezi jeho vědomosti
se zařadiacute informace o zaacutekladniacutech měřidlech použiacutevanyacutech v metrologii a to předevšiacutem pro
měřeniacutem deacutelky a uacutehlů Součaacutestiacute opory je takeacute metrologickyacute systeacutem a řaacuted firmy
Pro koho je předmět určen
Modul je zařazen do bakalaacuteřskeacuteho studia oboru strojiacuterenskaacute technologie ale může jej
studovat i zaacutejemce z ktereacutehokoliv jineacuteho oboru pokud splňuje požadovaneacute prerekvizity
Skriptum se děliacute na čaacutesti kapitoly ktereacute odpoviacutedajiacute logickeacutemu děleniacute studovaneacute laacutetky
ale nejsou stejně obsaacutehleacute Předpoklaacutedanaacute doba ke studiu kapitoly se může vyacuterazně lišit
proto jsou velkeacute kapitoly děleny daacutele na čiacuteslovaneacute podkapitoly a těm odpoviacutedaacute niacuteže popsanaacute
struktura
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
4 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při studiu každeacute kapitoly doporučujeme naacutesledujiacuteciacute postup
Čas ke studiu xx hodin
Na uacutevod kapitoly je uveden čas potřebnyacute k prostudovaacuteniacute laacutetky Čas je orientačniacute
a může vaacutem sloužit jak o hrubeacute vodiacutetko pro rozvrženiacute studia celeacuteho předmětu či kapitoly
Někomu se čas může zdaacutet přiacuteliš dlouhyacute někomu naopak Jsou studenti kteřiacute se
s touto problematikou ještě nikdy nesetkali a naopak takoviacute kteřiacute již v tomto oboru majiacute
bohateacute zkušenosti
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat hellip
Definovat hellip
Vyřešit hellip
Ihned potom jsou uvedeny ciacutele kteryacutech maacutete dosaacutehnout po prostudovaacuteniacute teacuteto kapitoly
ndash konkreacutetniacute dovednosti znalosti
Vyacuteklad
Naacutesleduje vlastniacute vyacuteklad studovaneacute laacutetky zavedeniacute novyacutech pojmů jejich vysvětleniacute
vše doprovaacutezeno obraacutezky tabulkami řešenyacutemi přiacuteklady odkazy na animace
Shrnutiacute pojmů
Na zaacutevěr kapitoly jsou zopakovaacuteny hlavniacute pojmy ktereacute si v niacute maacutete osvojit Pokud
některeacutemu z nich ještě nerozumiacutete vraťte se k nim ještě jednou
Otaacutezky
Pro ověřeniacute že jste dobře a uacuteplně laacutetku kapitoly zvlaacutedli maacutete k dispozici několik
teoretickyacutech otaacutezek
Uacutelohy k řešeniacute
Protože většina teoretickyacutech pojmů tohoto předmětu maacute bezprostředniacute vyacuteznam
a využitiacute v praxi jsou Vaacutem nakonec předklaacutedaacuteny i praktickeacute uacutelohy k řešeniacute v nich je hlavniacutem
vyacuteznamem předmětu schopnost aplikovat čerstvě nabyteacute znalosti pro řešeniacute reaacutelnyacutech situaciacute
Kliacuteč k řešeniacute
Vyacutesledky zadanyacutech přiacutekladů i teoretickyacutech otaacutezek jsou uvedeny v zaacutevěru učebnice
v Kliacuteči k řešeniacute Použiacutevejte je až po vlastniacutem vyřešeniacute uacuteloh jen tak si samokontrolou ověřiacutete
že jste obsah kapitoly skutečně uacuteplně zvlaacutedli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
5 Strojiacuterenskaacute metrologie
Uacutespěšneacute a přiacutejemneacute studium s tiacutemto učebniacutem textem Vaacutem přejiacute autorky
Ing Lenka PETŘKOVSKAacute PhD a Ing Lenka ČEPOVAacute PhD
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
6 Strojiacuterenskaacute metrologie
OBSAH
1 UacuteVOD 8
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly 8
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii 10
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE 12
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR 12
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute a uacutelohy 14
23 Zaacutekon o metrologii 16
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie 16
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie 17
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy 20
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony 26
241 Vymezeniacute pojmů a definic 26
242 Řetězec naacutevaznosti 28
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute 30
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute 30
32 Chyby měřeniacute 31
321 Naacutehodneacute chyby 32
322 Normaacutelniacute rozděleniacute 33
323 Systematickeacute chyby 35
Vyacuterobniacute uacutedaje 36
Odhad chyb čteniacute na stupnici 36
33 Nejistoty měřeniacute 38
331 Druhy nejistot 39
Zdroje nejistot 39
Bilančniacute tabulka 40
332 Postup při stanoveniacute nejistot 40
Standardniacute nejistota typu A 41
Standardniacute nejistota typu B 41
Kombinovanaacute nejistota 43
Rozšiacuteřenaacute nejistota 43
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL 52
41 Vlastnosti měřidel 52
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
7 Strojiacuterenskaacute metrologie
42 Rozděleniacute měřidel 56
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK 58
51 Měřidla na principu posuvneacutem 58
511 Posuvneacute měřidlo 58
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr 60
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu 61
521 Třmenovyacute mikrometr 62
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich 63
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry 65
54 Kalibry 66
55 Koncoveacute měrky 68
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ 71
61 Principy měřeniacute 72
62 Uacutehelniacuteky 73
63 Uacutehloměry 74
64 Uacutehloveacute měrky 76
65 Vodovaacutehy 78
66 Sinusoveacute praviacutetko 79
67 Profilprojektory 80
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY 82
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy 82
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu 83
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu 84
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě 85
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute
efektivity metrologickyacutech činnostiacute 87
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu 88
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute 89
78 Metrologickyacute řaacuted 91
8 LITERAURA 101
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
8 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 UacuteVOD
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit pojem metrologie a jejiacute uacutekoly Popisuje filozofii
spraacutevneacuteho měřeniacute a důvody proč je metrologie důležitou součaacutestiacute života Vysvětluje vyacutehody
a důvody jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologie
Co je to Metrickaacute konvence a Ujednaacuteniacute o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech
etalonů a certifikaacutetů
Jakeacute jsou charakteristickeacute rysy současneacute metrologie
Vyacuteklad
Metrologie - vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky a činnostmi
tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech oblastech vědy
hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Jednotneacute a přesneacute
měřeniacute je předpokladem vzaacutejemneacute důvěry při směně zbožiacute ale staacutele viacutece i jednou z nutnyacutech
podmiacutenek jakeacutekoliv efektivniacute vyacuteroby Soudobeacute trendy vedou ke globalizaci hospodaacuteřstviacute
a k nebyacutevaleacutemu využitiacute kooperace v celosvětoveacutem měřiacutetku Mnoheacute vyacuterobky vznikajiacute z čaacutestiacute
vyrobenyacutech na různyacutech miacutestech světa a nakonec složenyacutech v jedinyacute funkčniacute celek v němž
musiacute čaacutesti bezchybně spolupracovat To je možneacute jen diacuteky jednotneacutemu a přesneacutemu měřeniacute
stejně jak o fungovaacuteniacute soudobyacutech globaacutelniacutech komunikačniacutech systeacutemů vědeckaacute pozorovaacuteniacute
sledovaacuteniacute životniacuteho prostřediacute a podobně Z těchto skutečnostiacute vyplyacutevaacute mimořaacutednaacute uacuteloha
měřiciacute techniky a metrologie a jejiacute hospodaacuteřskyacute vyacuteznam
Směna zbožiacute si vyžaacutedala postupneacute sjednocovaacuteniacute jednotek měřeniacute již v počaacutetciacutech
civilizace stejně jako bylo již ve starověku nezbytneacute zajistit určitou přesnost měřeniacute při
velkyacutech stavbaacutech při vyměřovaacuteniacute pozemků nebo při pozorovaacuteniacute astronomickyacutech jevů
Dramatickyacute růst požadavků přinesl rozvoj moderniacute vědy a průmysloveacute vyacuteroby To vedlo
k vytvaacuteřeniacute viacutece nebo meacuteně konsistentniacutech soustav jednotek a k sjednocovaacuteniacute způsobu
vyjadřovaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Postupně bylo zřejmeacute že opatřeniacute omezenaacute na uacutezemiacute jednoho
staacutetu nebo oblasti nestačiacute a že je nutneacute a prospěšneacute řešeniacute globaacutelniacute Tento proces vedl po
Velkeacute francouzskeacute revoluci k prosazeniacute desetinneacuteho metrickeacuteho systeacutemu a k mezinaacuterodniacute
dohodě zvaneacute Metrickaacute konvence (podepsaly ji doposud vlaacutedy 51 staacutetů prvniacute z nich již
v roce 1875 a Českaacute republika je vlastně jak o naacutestupnickyacute staacutet Rakouska-Uherska signataacuteřem
Metrickeacute konvence od sameacuteho počaacutetku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
3 Strojiacuterenskaacute metrologie
POKYNY KE STUDIU
Strojiacuterenskaacute metrologie
Pro studium problematiky strojiacuterenskaacute metrologie jste obdrželi studijniacute baliacutek
obsahujiacuteciacute
bull integrovaneacute skriptum pro distančniacute studium obsahujiacuteciacute i pokyny ke studiu
Prerekvizity
Pro studium teacuteto opory se předpoklaacutedaacute znalost na uacuterovni absolventa středniacute školy
strojniacuteho nebo přiacutebuzneacuteho zaměřeniacute
Ciacutelem učebniacute opory
Ciacutelem je seznaacutemeniacute se zaacutekladniacutemi pojmy tyacutekajiacuteciacute se metrologie Po prostudovaacuteniacute
modulu by měl student byacutet schopen pochopit zaacuteklady metrologie a seznaacutemiacute se se zaacutekonem
o metrologii Daacutele zvlaacutedne problematiku vyacutepočtu chyb a nejistot měřeniacute Mezi jeho vědomosti
se zařadiacute informace o zaacutekladniacutech měřidlech použiacutevanyacutech v metrologii a to předevšiacutem pro
měřeniacutem deacutelky a uacutehlů Součaacutestiacute opory je takeacute metrologickyacute systeacutem a řaacuted firmy
Pro koho je předmět určen
Modul je zařazen do bakalaacuteřskeacuteho studia oboru strojiacuterenskaacute technologie ale může jej
studovat i zaacutejemce z ktereacutehokoliv jineacuteho oboru pokud splňuje požadovaneacute prerekvizity
Skriptum se děliacute na čaacutesti kapitoly ktereacute odpoviacutedajiacute logickeacutemu děleniacute studovaneacute laacutetky
ale nejsou stejně obsaacutehleacute Předpoklaacutedanaacute doba ke studiu kapitoly se může vyacuterazně lišit
proto jsou velkeacute kapitoly děleny daacutele na čiacuteslovaneacute podkapitoly a těm odpoviacutedaacute niacuteže popsanaacute
struktura
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
4 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při studiu každeacute kapitoly doporučujeme naacutesledujiacuteciacute postup
Čas ke studiu xx hodin
Na uacutevod kapitoly je uveden čas potřebnyacute k prostudovaacuteniacute laacutetky Čas je orientačniacute
a může vaacutem sloužit jak o hrubeacute vodiacutetko pro rozvrženiacute studia celeacuteho předmětu či kapitoly
Někomu se čas může zdaacutet přiacuteliš dlouhyacute někomu naopak Jsou studenti kteřiacute se
s touto problematikou ještě nikdy nesetkali a naopak takoviacute kteřiacute již v tomto oboru majiacute
bohateacute zkušenosti
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat hellip
Definovat hellip
Vyřešit hellip
Ihned potom jsou uvedeny ciacutele kteryacutech maacutete dosaacutehnout po prostudovaacuteniacute teacuteto kapitoly
ndash konkreacutetniacute dovednosti znalosti
Vyacuteklad
Naacutesleduje vlastniacute vyacuteklad studovaneacute laacutetky zavedeniacute novyacutech pojmů jejich vysvětleniacute
vše doprovaacutezeno obraacutezky tabulkami řešenyacutemi přiacuteklady odkazy na animace
Shrnutiacute pojmů
Na zaacutevěr kapitoly jsou zopakovaacuteny hlavniacute pojmy ktereacute si v niacute maacutete osvojit Pokud
některeacutemu z nich ještě nerozumiacutete vraťte se k nim ještě jednou
Otaacutezky
Pro ověřeniacute že jste dobře a uacuteplně laacutetku kapitoly zvlaacutedli maacutete k dispozici několik
teoretickyacutech otaacutezek
Uacutelohy k řešeniacute
Protože většina teoretickyacutech pojmů tohoto předmětu maacute bezprostředniacute vyacuteznam
a využitiacute v praxi jsou Vaacutem nakonec předklaacutedaacuteny i praktickeacute uacutelohy k řešeniacute v nich je hlavniacutem
vyacuteznamem předmětu schopnost aplikovat čerstvě nabyteacute znalosti pro řešeniacute reaacutelnyacutech situaciacute
Kliacuteč k řešeniacute
Vyacutesledky zadanyacutech přiacutekladů i teoretickyacutech otaacutezek jsou uvedeny v zaacutevěru učebnice
v Kliacuteči k řešeniacute Použiacutevejte je až po vlastniacutem vyřešeniacute uacuteloh jen tak si samokontrolou ověřiacutete
že jste obsah kapitoly skutečně uacuteplně zvlaacutedli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
5 Strojiacuterenskaacute metrologie
Uacutespěšneacute a přiacutejemneacute studium s tiacutemto učebniacutem textem Vaacutem přejiacute autorky
Ing Lenka PETŘKOVSKAacute PhD a Ing Lenka ČEPOVAacute PhD
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
6 Strojiacuterenskaacute metrologie
OBSAH
1 UacuteVOD 8
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly 8
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii 10
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE 12
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR 12
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute a uacutelohy 14
23 Zaacutekon o metrologii 16
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie 16
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie 17
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy 20
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony 26
241 Vymezeniacute pojmů a definic 26
242 Řetězec naacutevaznosti 28
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute 30
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute 30
32 Chyby měřeniacute 31
321 Naacutehodneacute chyby 32
322 Normaacutelniacute rozděleniacute 33
323 Systematickeacute chyby 35
Vyacuterobniacute uacutedaje 36
Odhad chyb čteniacute na stupnici 36
33 Nejistoty měřeniacute 38
331 Druhy nejistot 39
Zdroje nejistot 39
Bilančniacute tabulka 40
332 Postup při stanoveniacute nejistot 40
Standardniacute nejistota typu A 41
Standardniacute nejistota typu B 41
Kombinovanaacute nejistota 43
Rozšiacuteřenaacute nejistota 43
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL 52
41 Vlastnosti měřidel 52
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
7 Strojiacuterenskaacute metrologie
42 Rozděleniacute měřidel 56
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK 58
51 Měřidla na principu posuvneacutem 58
511 Posuvneacute měřidlo 58
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr 60
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu 61
521 Třmenovyacute mikrometr 62
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich 63
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry 65
54 Kalibry 66
55 Koncoveacute měrky 68
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ 71
61 Principy měřeniacute 72
62 Uacutehelniacuteky 73
63 Uacutehloměry 74
64 Uacutehloveacute měrky 76
65 Vodovaacutehy 78
66 Sinusoveacute praviacutetko 79
67 Profilprojektory 80
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY 82
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy 82
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu 83
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu 84
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě 85
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute
efektivity metrologickyacutech činnostiacute 87
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu 88
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute 89
78 Metrologickyacute řaacuted 91
8 LITERAURA 101
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
8 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 UacuteVOD
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit pojem metrologie a jejiacute uacutekoly Popisuje filozofii
spraacutevneacuteho měřeniacute a důvody proč je metrologie důležitou součaacutestiacute života Vysvětluje vyacutehody
a důvody jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologie
Co je to Metrickaacute konvence a Ujednaacuteniacute o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech
etalonů a certifikaacutetů
Jakeacute jsou charakteristickeacute rysy současneacute metrologie
Vyacuteklad
Metrologie - vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky a činnostmi
tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech oblastech vědy
hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Jednotneacute a přesneacute
měřeniacute je předpokladem vzaacutejemneacute důvěry při směně zbožiacute ale staacutele viacutece i jednou z nutnyacutech
podmiacutenek jakeacutekoliv efektivniacute vyacuteroby Soudobeacute trendy vedou ke globalizaci hospodaacuteřstviacute
a k nebyacutevaleacutemu využitiacute kooperace v celosvětoveacutem měřiacutetku Mnoheacute vyacuterobky vznikajiacute z čaacutestiacute
vyrobenyacutech na různyacutech miacutestech světa a nakonec složenyacutech v jedinyacute funkčniacute celek v němž
musiacute čaacutesti bezchybně spolupracovat To je možneacute jen diacuteky jednotneacutemu a přesneacutemu měřeniacute
stejně jak o fungovaacuteniacute soudobyacutech globaacutelniacutech komunikačniacutech systeacutemů vědeckaacute pozorovaacuteniacute
sledovaacuteniacute životniacuteho prostřediacute a podobně Z těchto skutečnostiacute vyplyacutevaacute mimořaacutednaacute uacuteloha
měřiciacute techniky a metrologie a jejiacute hospodaacuteřskyacute vyacuteznam
Směna zbožiacute si vyžaacutedala postupneacute sjednocovaacuteniacute jednotek měřeniacute již v počaacutetciacutech
civilizace stejně jako bylo již ve starověku nezbytneacute zajistit určitou přesnost měřeniacute při
velkyacutech stavbaacutech při vyměřovaacuteniacute pozemků nebo při pozorovaacuteniacute astronomickyacutech jevů
Dramatickyacute růst požadavků přinesl rozvoj moderniacute vědy a průmysloveacute vyacuteroby To vedlo
k vytvaacuteřeniacute viacutece nebo meacuteně konsistentniacutech soustav jednotek a k sjednocovaacuteniacute způsobu
vyjadřovaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Postupně bylo zřejmeacute že opatřeniacute omezenaacute na uacutezemiacute jednoho
staacutetu nebo oblasti nestačiacute a že je nutneacute a prospěšneacute řešeniacute globaacutelniacute Tento proces vedl po
Velkeacute francouzskeacute revoluci k prosazeniacute desetinneacuteho metrickeacuteho systeacutemu a k mezinaacuterodniacute
dohodě zvaneacute Metrickaacute konvence (podepsaly ji doposud vlaacutedy 51 staacutetů prvniacute z nich již
v roce 1875 a Českaacute republika je vlastně jak o naacutestupnickyacute staacutet Rakouska-Uherska signataacuteřem
Metrickeacute konvence od sameacuteho počaacutetku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
4 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při studiu každeacute kapitoly doporučujeme naacutesledujiacuteciacute postup
Čas ke studiu xx hodin
Na uacutevod kapitoly je uveden čas potřebnyacute k prostudovaacuteniacute laacutetky Čas je orientačniacute
a může vaacutem sloužit jak o hrubeacute vodiacutetko pro rozvrženiacute studia celeacuteho předmětu či kapitoly
Někomu se čas může zdaacutet přiacuteliš dlouhyacute někomu naopak Jsou studenti kteřiacute se
s touto problematikou ještě nikdy nesetkali a naopak takoviacute kteřiacute již v tomto oboru majiacute
bohateacute zkušenosti
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat hellip
Definovat hellip
Vyřešit hellip
Ihned potom jsou uvedeny ciacutele kteryacutech maacutete dosaacutehnout po prostudovaacuteniacute teacuteto kapitoly
ndash konkreacutetniacute dovednosti znalosti
Vyacuteklad
Naacutesleduje vlastniacute vyacuteklad studovaneacute laacutetky zavedeniacute novyacutech pojmů jejich vysvětleniacute
vše doprovaacutezeno obraacutezky tabulkami řešenyacutemi přiacuteklady odkazy na animace
Shrnutiacute pojmů
Na zaacutevěr kapitoly jsou zopakovaacuteny hlavniacute pojmy ktereacute si v niacute maacutete osvojit Pokud
některeacutemu z nich ještě nerozumiacutete vraťte se k nim ještě jednou
Otaacutezky
Pro ověřeniacute že jste dobře a uacuteplně laacutetku kapitoly zvlaacutedli maacutete k dispozici několik
teoretickyacutech otaacutezek
Uacutelohy k řešeniacute
Protože většina teoretickyacutech pojmů tohoto předmětu maacute bezprostředniacute vyacuteznam
a využitiacute v praxi jsou Vaacutem nakonec předklaacutedaacuteny i praktickeacute uacutelohy k řešeniacute v nich je hlavniacutem
vyacuteznamem předmětu schopnost aplikovat čerstvě nabyteacute znalosti pro řešeniacute reaacutelnyacutech situaciacute
Kliacuteč k řešeniacute
Vyacutesledky zadanyacutech přiacutekladů i teoretickyacutech otaacutezek jsou uvedeny v zaacutevěru učebnice
v Kliacuteči k řešeniacute Použiacutevejte je až po vlastniacutem vyřešeniacute uacuteloh jen tak si samokontrolou ověřiacutete
že jste obsah kapitoly skutečně uacuteplně zvlaacutedli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
5 Strojiacuterenskaacute metrologie
Uacutespěšneacute a přiacutejemneacute studium s tiacutemto učebniacutem textem Vaacutem přejiacute autorky
Ing Lenka PETŘKOVSKAacute PhD a Ing Lenka ČEPOVAacute PhD
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
6 Strojiacuterenskaacute metrologie
OBSAH
1 UacuteVOD 8
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly 8
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii 10
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE 12
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR 12
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute a uacutelohy 14
23 Zaacutekon o metrologii 16
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie 16
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie 17
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy 20
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony 26
241 Vymezeniacute pojmů a definic 26
242 Řetězec naacutevaznosti 28
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute 30
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute 30
32 Chyby měřeniacute 31
321 Naacutehodneacute chyby 32
322 Normaacutelniacute rozděleniacute 33
323 Systematickeacute chyby 35
Vyacuterobniacute uacutedaje 36
Odhad chyb čteniacute na stupnici 36
33 Nejistoty měřeniacute 38
331 Druhy nejistot 39
Zdroje nejistot 39
Bilančniacute tabulka 40
332 Postup při stanoveniacute nejistot 40
Standardniacute nejistota typu A 41
Standardniacute nejistota typu B 41
Kombinovanaacute nejistota 43
Rozšiacuteřenaacute nejistota 43
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL 52
41 Vlastnosti měřidel 52
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
7 Strojiacuterenskaacute metrologie
42 Rozděleniacute měřidel 56
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK 58
51 Měřidla na principu posuvneacutem 58
511 Posuvneacute měřidlo 58
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr 60
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu 61
521 Třmenovyacute mikrometr 62
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich 63
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry 65
54 Kalibry 66
55 Koncoveacute měrky 68
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ 71
61 Principy měřeniacute 72
62 Uacutehelniacuteky 73
63 Uacutehloměry 74
64 Uacutehloveacute měrky 76
65 Vodovaacutehy 78
66 Sinusoveacute praviacutetko 79
67 Profilprojektory 80
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY 82
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy 82
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu 83
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu 84
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě 85
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute
efektivity metrologickyacutech činnostiacute 87
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu 88
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute 89
78 Metrologickyacute řaacuted 91
8 LITERAURA 101
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
8 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 UacuteVOD
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit pojem metrologie a jejiacute uacutekoly Popisuje filozofii
spraacutevneacuteho měřeniacute a důvody proč je metrologie důležitou součaacutestiacute života Vysvětluje vyacutehody
a důvody jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologie
Co je to Metrickaacute konvence a Ujednaacuteniacute o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech
etalonů a certifikaacutetů
Jakeacute jsou charakteristickeacute rysy současneacute metrologie
Vyacuteklad
Metrologie - vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky a činnostmi
tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech oblastech vědy
hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Jednotneacute a přesneacute
měřeniacute je předpokladem vzaacutejemneacute důvěry při směně zbožiacute ale staacutele viacutece i jednou z nutnyacutech
podmiacutenek jakeacutekoliv efektivniacute vyacuteroby Soudobeacute trendy vedou ke globalizaci hospodaacuteřstviacute
a k nebyacutevaleacutemu využitiacute kooperace v celosvětoveacutem měřiacutetku Mnoheacute vyacuterobky vznikajiacute z čaacutestiacute
vyrobenyacutech na různyacutech miacutestech světa a nakonec složenyacutech v jedinyacute funkčniacute celek v němž
musiacute čaacutesti bezchybně spolupracovat To je možneacute jen diacuteky jednotneacutemu a přesneacutemu měřeniacute
stejně jak o fungovaacuteniacute soudobyacutech globaacutelniacutech komunikačniacutech systeacutemů vědeckaacute pozorovaacuteniacute
sledovaacuteniacute životniacuteho prostřediacute a podobně Z těchto skutečnostiacute vyplyacutevaacute mimořaacutednaacute uacuteloha
měřiciacute techniky a metrologie a jejiacute hospodaacuteřskyacute vyacuteznam
Směna zbožiacute si vyžaacutedala postupneacute sjednocovaacuteniacute jednotek měřeniacute již v počaacutetciacutech
civilizace stejně jako bylo již ve starověku nezbytneacute zajistit určitou přesnost měřeniacute při
velkyacutech stavbaacutech při vyměřovaacuteniacute pozemků nebo při pozorovaacuteniacute astronomickyacutech jevů
Dramatickyacute růst požadavků přinesl rozvoj moderniacute vědy a průmysloveacute vyacuteroby To vedlo
k vytvaacuteřeniacute viacutece nebo meacuteně konsistentniacutech soustav jednotek a k sjednocovaacuteniacute způsobu
vyjadřovaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Postupně bylo zřejmeacute že opatřeniacute omezenaacute na uacutezemiacute jednoho
staacutetu nebo oblasti nestačiacute a že je nutneacute a prospěšneacute řešeniacute globaacutelniacute Tento proces vedl po
Velkeacute francouzskeacute revoluci k prosazeniacute desetinneacuteho metrickeacuteho systeacutemu a k mezinaacuterodniacute
dohodě zvaneacute Metrickaacute konvence (podepsaly ji doposud vlaacutedy 51 staacutetů prvniacute z nich již
v roce 1875 a Českaacute republika je vlastně jak o naacutestupnickyacute staacutet Rakouska-Uherska signataacuteřem
Metrickeacute konvence od sameacuteho počaacutetku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
5 Strojiacuterenskaacute metrologie
Uacutespěšneacute a přiacutejemneacute studium s tiacutemto učebniacutem textem Vaacutem přejiacute autorky
Ing Lenka PETŘKOVSKAacute PhD a Ing Lenka ČEPOVAacute PhD
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
6 Strojiacuterenskaacute metrologie
OBSAH
1 UacuteVOD 8
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly 8
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii 10
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE 12
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR 12
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute a uacutelohy 14
23 Zaacutekon o metrologii 16
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie 16
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie 17
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy 20
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony 26
241 Vymezeniacute pojmů a definic 26
242 Řetězec naacutevaznosti 28
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute 30
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute 30
32 Chyby měřeniacute 31
321 Naacutehodneacute chyby 32
322 Normaacutelniacute rozděleniacute 33
323 Systematickeacute chyby 35
Vyacuterobniacute uacutedaje 36
Odhad chyb čteniacute na stupnici 36
33 Nejistoty měřeniacute 38
331 Druhy nejistot 39
Zdroje nejistot 39
Bilančniacute tabulka 40
332 Postup při stanoveniacute nejistot 40
Standardniacute nejistota typu A 41
Standardniacute nejistota typu B 41
Kombinovanaacute nejistota 43
Rozšiacuteřenaacute nejistota 43
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL 52
41 Vlastnosti měřidel 52
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
7 Strojiacuterenskaacute metrologie
42 Rozděleniacute měřidel 56
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK 58
51 Měřidla na principu posuvneacutem 58
511 Posuvneacute měřidlo 58
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr 60
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu 61
521 Třmenovyacute mikrometr 62
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich 63
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry 65
54 Kalibry 66
55 Koncoveacute měrky 68
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ 71
61 Principy měřeniacute 72
62 Uacutehelniacuteky 73
63 Uacutehloměry 74
64 Uacutehloveacute měrky 76
65 Vodovaacutehy 78
66 Sinusoveacute praviacutetko 79
67 Profilprojektory 80
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY 82
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy 82
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu 83
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu 84
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě 85
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute
efektivity metrologickyacutech činnostiacute 87
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu 88
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute 89
78 Metrologickyacute řaacuted 91
8 LITERAURA 101
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
8 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 UacuteVOD
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit pojem metrologie a jejiacute uacutekoly Popisuje filozofii
spraacutevneacuteho měřeniacute a důvody proč je metrologie důležitou součaacutestiacute života Vysvětluje vyacutehody
a důvody jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologie
Co je to Metrickaacute konvence a Ujednaacuteniacute o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech
etalonů a certifikaacutetů
Jakeacute jsou charakteristickeacute rysy současneacute metrologie
Vyacuteklad
Metrologie - vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky a činnostmi
tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech oblastech vědy
hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Jednotneacute a přesneacute
měřeniacute je předpokladem vzaacutejemneacute důvěry při směně zbožiacute ale staacutele viacutece i jednou z nutnyacutech
podmiacutenek jakeacutekoliv efektivniacute vyacuteroby Soudobeacute trendy vedou ke globalizaci hospodaacuteřstviacute
a k nebyacutevaleacutemu využitiacute kooperace v celosvětoveacutem měřiacutetku Mnoheacute vyacuterobky vznikajiacute z čaacutestiacute
vyrobenyacutech na různyacutech miacutestech světa a nakonec složenyacutech v jedinyacute funkčniacute celek v němž
musiacute čaacutesti bezchybně spolupracovat To je možneacute jen diacuteky jednotneacutemu a přesneacutemu měřeniacute
stejně jak o fungovaacuteniacute soudobyacutech globaacutelniacutech komunikačniacutech systeacutemů vědeckaacute pozorovaacuteniacute
sledovaacuteniacute životniacuteho prostřediacute a podobně Z těchto skutečnostiacute vyplyacutevaacute mimořaacutednaacute uacuteloha
měřiciacute techniky a metrologie a jejiacute hospodaacuteřskyacute vyacuteznam
Směna zbožiacute si vyžaacutedala postupneacute sjednocovaacuteniacute jednotek měřeniacute již v počaacutetciacutech
civilizace stejně jako bylo již ve starověku nezbytneacute zajistit určitou přesnost měřeniacute při
velkyacutech stavbaacutech při vyměřovaacuteniacute pozemků nebo při pozorovaacuteniacute astronomickyacutech jevů
Dramatickyacute růst požadavků přinesl rozvoj moderniacute vědy a průmysloveacute vyacuteroby To vedlo
k vytvaacuteřeniacute viacutece nebo meacuteně konsistentniacutech soustav jednotek a k sjednocovaacuteniacute způsobu
vyjadřovaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Postupně bylo zřejmeacute že opatřeniacute omezenaacute na uacutezemiacute jednoho
staacutetu nebo oblasti nestačiacute a že je nutneacute a prospěšneacute řešeniacute globaacutelniacute Tento proces vedl po
Velkeacute francouzskeacute revoluci k prosazeniacute desetinneacuteho metrickeacuteho systeacutemu a k mezinaacuterodniacute
dohodě zvaneacute Metrickaacute konvence (podepsaly ji doposud vlaacutedy 51 staacutetů prvniacute z nich již
v roce 1875 a Českaacute republika je vlastně jak o naacutestupnickyacute staacutet Rakouska-Uherska signataacuteřem
Metrickeacute konvence od sameacuteho počaacutetku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
6 Strojiacuterenskaacute metrologie
OBSAH
1 UacuteVOD 8
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly 8
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii 10
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE 12
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR 12
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute a uacutelohy 14
23 Zaacutekon o metrologii 16
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie 16
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie 17
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy 20
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony 26
241 Vymezeniacute pojmů a definic 26
242 Řetězec naacutevaznosti 28
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute 30
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute 30
32 Chyby měřeniacute 31
321 Naacutehodneacute chyby 32
322 Normaacutelniacute rozděleniacute 33
323 Systematickeacute chyby 35
Vyacuterobniacute uacutedaje 36
Odhad chyb čteniacute na stupnici 36
33 Nejistoty měřeniacute 38
331 Druhy nejistot 39
Zdroje nejistot 39
Bilančniacute tabulka 40
332 Postup při stanoveniacute nejistot 40
Standardniacute nejistota typu A 41
Standardniacute nejistota typu B 41
Kombinovanaacute nejistota 43
Rozšiacuteřenaacute nejistota 43
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL 52
41 Vlastnosti měřidel 52
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
7 Strojiacuterenskaacute metrologie
42 Rozděleniacute měřidel 56
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK 58
51 Měřidla na principu posuvneacutem 58
511 Posuvneacute měřidlo 58
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr 60
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu 61
521 Třmenovyacute mikrometr 62
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich 63
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry 65
54 Kalibry 66
55 Koncoveacute měrky 68
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ 71
61 Principy měřeniacute 72
62 Uacutehelniacuteky 73
63 Uacutehloměry 74
64 Uacutehloveacute měrky 76
65 Vodovaacutehy 78
66 Sinusoveacute praviacutetko 79
67 Profilprojektory 80
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY 82
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy 82
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu 83
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu 84
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě 85
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute
efektivity metrologickyacutech činnostiacute 87
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu 88
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute 89
78 Metrologickyacute řaacuted 91
8 LITERAURA 101
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
8 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 UacuteVOD
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit pojem metrologie a jejiacute uacutekoly Popisuje filozofii
spraacutevneacuteho měřeniacute a důvody proč je metrologie důležitou součaacutestiacute života Vysvětluje vyacutehody
a důvody jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologie
Co je to Metrickaacute konvence a Ujednaacuteniacute o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech
etalonů a certifikaacutetů
Jakeacute jsou charakteristickeacute rysy současneacute metrologie
Vyacuteklad
Metrologie - vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky a činnostmi
tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech oblastech vědy
hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Jednotneacute a přesneacute
měřeniacute je předpokladem vzaacutejemneacute důvěry při směně zbožiacute ale staacutele viacutece i jednou z nutnyacutech
podmiacutenek jakeacutekoliv efektivniacute vyacuteroby Soudobeacute trendy vedou ke globalizaci hospodaacuteřstviacute
a k nebyacutevaleacutemu využitiacute kooperace v celosvětoveacutem měřiacutetku Mnoheacute vyacuterobky vznikajiacute z čaacutestiacute
vyrobenyacutech na různyacutech miacutestech světa a nakonec složenyacutech v jedinyacute funkčniacute celek v němž
musiacute čaacutesti bezchybně spolupracovat To je možneacute jen diacuteky jednotneacutemu a přesneacutemu měřeniacute
stejně jak o fungovaacuteniacute soudobyacutech globaacutelniacutech komunikačniacutech systeacutemů vědeckaacute pozorovaacuteniacute
sledovaacuteniacute životniacuteho prostřediacute a podobně Z těchto skutečnostiacute vyplyacutevaacute mimořaacutednaacute uacuteloha
měřiciacute techniky a metrologie a jejiacute hospodaacuteřskyacute vyacuteznam
Směna zbožiacute si vyžaacutedala postupneacute sjednocovaacuteniacute jednotek měřeniacute již v počaacutetciacutech
civilizace stejně jako bylo již ve starověku nezbytneacute zajistit určitou přesnost měřeniacute při
velkyacutech stavbaacutech při vyměřovaacuteniacute pozemků nebo při pozorovaacuteniacute astronomickyacutech jevů
Dramatickyacute růst požadavků přinesl rozvoj moderniacute vědy a průmysloveacute vyacuteroby To vedlo
k vytvaacuteřeniacute viacutece nebo meacuteně konsistentniacutech soustav jednotek a k sjednocovaacuteniacute způsobu
vyjadřovaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Postupně bylo zřejmeacute že opatřeniacute omezenaacute na uacutezemiacute jednoho
staacutetu nebo oblasti nestačiacute a že je nutneacute a prospěšneacute řešeniacute globaacutelniacute Tento proces vedl po
Velkeacute francouzskeacute revoluci k prosazeniacute desetinneacuteho metrickeacuteho systeacutemu a k mezinaacuterodniacute
dohodě zvaneacute Metrickaacute konvence (podepsaly ji doposud vlaacutedy 51 staacutetů prvniacute z nich již
v roce 1875 a Českaacute republika je vlastně jak o naacutestupnickyacute staacutet Rakouska-Uherska signataacuteřem
Metrickeacute konvence od sameacuteho počaacutetku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
7 Strojiacuterenskaacute metrologie
42 Rozděleniacute měřidel 56
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK 58
51 Měřidla na principu posuvneacutem 58
511 Posuvneacute měřidlo 58
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr 60
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu 61
521 Třmenovyacute mikrometr 62
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich 63
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry 65
54 Kalibry 66
55 Koncoveacute měrky 68
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ 71
61 Principy měřeniacute 72
62 Uacutehelniacuteky 73
63 Uacutehloměry 74
64 Uacutehloveacute měrky 76
65 Vodovaacutehy 78
66 Sinusoveacute praviacutetko 79
67 Profilprojektory 80
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY 82
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy 82
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu 83
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu 84
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě 85
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute
efektivity metrologickyacutech činnostiacute 87
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu 88
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute 89
78 Metrologickyacute řaacuted 91
8 LITERAURA 101
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
8 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 UacuteVOD
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit pojem metrologie a jejiacute uacutekoly Popisuje filozofii
spraacutevneacuteho měřeniacute a důvody proč je metrologie důležitou součaacutestiacute života Vysvětluje vyacutehody
a důvody jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologie
Co je to Metrickaacute konvence a Ujednaacuteniacute o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech
etalonů a certifikaacutetů
Jakeacute jsou charakteristickeacute rysy současneacute metrologie
Vyacuteklad
Metrologie - vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky a činnostmi
tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech oblastech vědy
hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Jednotneacute a přesneacute
měřeniacute je předpokladem vzaacutejemneacute důvěry při směně zbožiacute ale staacutele viacutece i jednou z nutnyacutech
podmiacutenek jakeacutekoliv efektivniacute vyacuteroby Soudobeacute trendy vedou ke globalizaci hospodaacuteřstviacute
a k nebyacutevaleacutemu využitiacute kooperace v celosvětoveacutem měřiacutetku Mnoheacute vyacuterobky vznikajiacute z čaacutestiacute
vyrobenyacutech na různyacutech miacutestech světa a nakonec složenyacutech v jedinyacute funkčniacute celek v němž
musiacute čaacutesti bezchybně spolupracovat To je možneacute jen diacuteky jednotneacutemu a přesneacutemu měřeniacute
stejně jak o fungovaacuteniacute soudobyacutech globaacutelniacutech komunikačniacutech systeacutemů vědeckaacute pozorovaacuteniacute
sledovaacuteniacute životniacuteho prostřediacute a podobně Z těchto skutečnostiacute vyplyacutevaacute mimořaacutednaacute uacuteloha
měřiciacute techniky a metrologie a jejiacute hospodaacuteřskyacute vyacuteznam
Směna zbožiacute si vyžaacutedala postupneacute sjednocovaacuteniacute jednotek měřeniacute již v počaacutetciacutech
civilizace stejně jako bylo již ve starověku nezbytneacute zajistit určitou přesnost měřeniacute při
velkyacutech stavbaacutech při vyměřovaacuteniacute pozemků nebo při pozorovaacuteniacute astronomickyacutech jevů
Dramatickyacute růst požadavků přinesl rozvoj moderniacute vědy a průmysloveacute vyacuteroby To vedlo
k vytvaacuteřeniacute viacutece nebo meacuteně konsistentniacutech soustav jednotek a k sjednocovaacuteniacute způsobu
vyjadřovaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Postupně bylo zřejmeacute že opatřeniacute omezenaacute na uacutezemiacute jednoho
staacutetu nebo oblasti nestačiacute a že je nutneacute a prospěšneacute řešeniacute globaacutelniacute Tento proces vedl po
Velkeacute francouzskeacute revoluci k prosazeniacute desetinneacuteho metrickeacuteho systeacutemu a k mezinaacuterodniacute
dohodě zvaneacute Metrickaacute konvence (podepsaly ji doposud vlaacutedy 51 staacutetů prvniacute z nich již
v roce 1875 a Českaacute republika je vlastně jak o naacutestupnickyacute staacutet Rakouska-Uherska signataacuteřem
Metrickeacute konvence od sameacuteho počaacutetku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
8 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 UacuteVOD
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit pojem metrologie a jejiacute uacutekoly Popisuje filozofii
spraacutevneacuteho měřeniacute a důvody proč je metrologie důležitou součaacutestiacute života Vysvětluje vyacutehody
a důvody jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute
11 Metrologie a jejiacute uacutekoly
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologie
Co je to Metrickaacute konvence a Ujednaacuteniacute o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech
etalonů a certifikaacutetů
Jakeacute jsou charakteristickeacute rysy současneacute metrologie
Vyacuteklad
Metrologie - vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky a činnostmi
tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech oblastech vědy
hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Jednotneacute a přesneacute
měřeniacute je předpokladem vzaacutejemneacute důvěry při směně zbožiacute ale staacutele viacutece i jednou z nutnyacutech
podmiacutenek jakeacutekoliv efektivniacute vyacuteroby Soudobeacute trendy vedou ke globalizaci hospodaacuteřstviacute
a k nebyacutevaleacutemu využitiacute kooperace v celosvětoveacutem měřiacutetku Mnoheacute vyacuterobky vznikajiacute z čaacutestiacute
vyrobenyacutech na různyacutech miacutestech světa a nakonec složenyacutech v jedinyacute funkčniacute celek v němž
musiacute čaacutesti bezchybně spolupracovat To je možneacute jen diacuteky jednotneacutemu a přesneacutemu měřeniacute
stejně jak o fungovaacuteniacute soudobyacutech globaacutelniacutech komunikačniacutech systeacutemů vědeckaacute pozorovaacuteniacute
sledovaacuteniacute životniacuteho prostřediacute a podobně Z těchto skutečnostiacute vyplyacutevaacute mimořaacutednaacute uacuteloha
měřiciacute techniky a metrologie a jejiacute hospodaacuteřskyacute vyacuteznam
Směna zbožiacute si vyžaacutedala postupneacute sjednocovaacuteniacute jednotek měřeniacute již v počaacutetciacutech
civilizace stejně jako bylo již ve starověku nezbytneacute zajistit určitou přesnost měřeniacute při
velkyacutech stavbaacutech při vyměřovaacuteniacute pozemků nebo při pozorovaacuteniacute astronomickyacutech jevů
Dramatickyacute růst požadavků přinesl rozvoj moderniacute vědy a průmysloveacute vyacuteroby To vedlo
k vytvaacuteřeniacute viacutece nebo meacuteně konsistentniacutech soustav jednotek a k sjednocovaacuteniacute způsobu
vyjadřovaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Postupně bylo zřejmeacute že opatřeniacute omezenaacute na uacutezemiacute jednoho
staacutetu nebo oblasti nestačiacute a že je nutneacute a prospěšneacute řešeniacute globaacutelniacute Tento proces vedl po
Velkeacute francouzskeacute revoluci k prosazeniacute desetinneacuteho metrickeacuteho systeacutemu a k mezinaacuterodniacute
dohodě zvaneacute Metrickaacute konvence (podepsaly ji doposud vlaacutedy 51 staacutetů prvniacute z nich již
v roce 1875 a Českaacute republika je vlastně jak o naacutestupnickyacute staacutet Rakouska-Uherska signataacuteřem
Metrickeacute konvence od sameacuteho počaacutetku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
9 Strojiacuterenskaacute metrologie
Metrickou konvenciacute byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů kteryacute se v souladu
s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem umožňujiacuteciacutem dlouhodobou
a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky pro mezinaacuterodniacute obchod
a vyacuterobniacute kooperaci Konvenciacute byla takeacute ustavena organizačniacute struktura kteraacute poskytuje
vlaacutedaacutem zaacutekladnu pro jednaacuteniacute o všech zaacuteležitostech tyacutekajiacuteciacutech se měřeniacute Byl zřiacutezen
Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery v Sevres u Pařiacuteže (BIPM) kteryacute uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute
etalony jednotek a působiacute jako celosvětoveacute centrum metrologie Konvence pořaacutedaacute pravidelneacute
Generaacutelniacute konference (CGPM) pro vaacutehy a miacutery a v mezidobiacute řiacutediacute jejiacute činnost Mezinaacuterodniacute
vyacutebor (CIPM) V roce 1960 byla Konvenciacute přijata moderniacute podoba metrickeacuteho systeacutemu ndash
Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI
V současneacute době jsou (kromě vědeckeacuteho a technickeacuteho pokroku) hnaciacute silou rozvoje
metrologickyacutech systeacutemů politickeacute a hospodaacuteřskeacute změny spočiacutevajiacuteciacute v oteviacuteraacuteniacute ekonomik
globaacutelniacutemu trhu v uvolňovaacuteniacute pohybu zbožiacute a odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
Historickyacutemi mezniacuteky bylo sjednaacuteniacute Metrickeacute konvence a v současnosti podepsaacuteniacute Ujednaacuteniacute
o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi
instituty (CIPM MRA) ndash kromě členskyacutech staacutetů Metrickeacute konvence využiacutevaacute jeho vyacutehod i 23
přidruženyacutech staacutetů a ekonomik k CGPM
U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani vyrobit (lord
Kelvin) a bez staacutele naacuteročnějšiacutech experimentů nelze ziacuteskat noveacute vědeckeacute poznatky Technickaacute
naacuteročnost měřiciacute techniky ji samozřejmě řadiacute takeacute mezi nejvyspělejšiacute technologie Soudobaacute
metrologie neniacute proto charakteristickaacute uacuteředniacuteky s raziacutetkem a kabinety historickyacutech měřidel
ale špičkovyacutem přiacutestrojovyacutem vybaveniacutem spolupraciacute s vědeckyacutemi pracovišti univerzit
a orientaciacute na potřeby moderniacuteho průmyslu Metrologie maacute vyacuterazně průřezovyacute charakter
a uplatňuje se ve všech oborech Charakteristickyacutemi rysy současneacute metrologie jsou
prudkyacute technickyacute rozvoj měřiciacute techniky těsnyacute vztah k pokrokům fyziky
a využiacutevaacuteniacute a uplatňovaacuteniacute metrologie v novyacutech odvětviacutech (chemie biologie)
uplatněniacute elektroniky vyacutepočetniacute techniky a automatizace v měřiciacute technice
a metrologii a rostouciacute využiacutevaacuteniacute datovyacutech komunikaci (e-kalibrace na daacutelku)
realizace etalonů zaacutekladniacutech jednotek na zaacutekladě kvantovyacutech jevů a univerzaacutelniacutech
fyzikaacutelniacutech konstant (mimo jednotek kg ampeacuter mol a kelvin realizovaacuteno u všech
zaacutekladniacutech jednotek SI)
trend ke vzaacutejemneacutemu uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek v mezinaacuterodniacutem
měřiacutetku vyžadujiacuteciacute kromě technickeacute kompetentnosti takeacute posilovaacuteniacute vzaacutejemneacute
důvěry na zaacutekladě systeacutemů řiacutezeniacute jakosti akreditace certifikace (one-stop testing)
Shrnutiacute pojmů 11
Metrologie Metrickaacute konvence
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
10 Strojiacuterenskaacute metrologie
Otaacutezky 11
1 Co je to metrologie
2 Co je to Metrickaacute konvence
3 Proč byla zavedena Metrickaacute konvence
12 Zaacutekladniacute pojmy v metrologii
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat vybraneacute zaacutekladniacute pojmy z metrologie
Definovat co je to norma TNI 01 0115
Vyacuteklad
Veškereacute naacutezvosloviacute a symbolika v celeacutem oboru metrologie jsou normalizovaacuteny na
zaacutekladě Technickeacute normalizačniacute informace TNI 01 0115 což je Mezinaacuterodniacute metrologickyacute
slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy a přidruženeacute termiacuteny (VIM) Ten je platnyacute od uacutenora
2009 a je navrhovaacuten v souladu s pravidly uvedenyacutemi ve Směrniciacutech ISOIEC Tato norma je
terminologickyacutem slovniacutekem kteryacute obsahuje označeniacute a definice ze specifickyacutech oborů
Mezi některeacute zaacutekladniacute pojmy patřiacute
Metrologie (VIM 22) ndash věda o měřeniacute a jejiacute aplikaci
kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že metrologie zahrnuje veškereacute teoretickeacute
a praktickeacute aspekty měřeniacute jakeacutekoliv nejistoty měřen a oboru použitiacute
Měřeniacute (VIM 21) ndash proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot
veličiny ktereacute mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
Měřenaacute veličina (VIM 23) ndash veličina kteraacute maacute byacutet měřena
Měřiciacute princip (VIM 24) ndash jev sloužiacuteciacute jako zaacuteklad měřeniacute
Metoda měřeniacute (VIM 25) ndash generickyacute popis logickeacuteho organizovaacuteniacute činnostiacute
použityacutech při měřeniacute
Postup měřeniacute (VIM 26) ndash podrobnyacute popis měřeniacute podle jednoho nebo viacutece měřiciacutech
principů a daneacute metody měřeniacute založenyacute na modelu měřeniacute a zahrnujiacuteciacute jakyacutekoliv vyacutepočet
k ziacuteskaacuteniacute vyacutesledku měřeniacute
Vyacutesledek měřeniacute (VIM 29) ndash soubor hodnot veličiny přiřazenyacute měřeneacute veličině
společně s jakoukoliv dalšiacute dostupnou relevantniacute informaciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
11 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce k teacuteto definici je uvedeno že je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně
informace o nejistotě měřeniacute
Veličina (VIM 11) ndash vlastnost jevu tělesa nebo laacutetky kteraacute maacute velikost jež může byacutet
vyjaacutedřena jako čiacuteslo a reference
Zaacutekladniacute veličina (VIM 14) ndash veličina v konvenciacute zvoleneacute podmnožině daneacute
soustavy veličin z niacutež žaacutednaacute veličina podmnožiny nemůže byacutet vyjaacutedřena pomociacute jinyacutech
veličin
Odvozenaacute veličina (VIM 15) ndash veličina v soustavě veličin definovanaacute pomociacute
zaacutekladniacutech veličin teacuteto soustavy
Hodnota veličiny (VIM 119) ndash čiacuteslo a reference společně vyjadřujiacuteciacute velikost
veličiny Např deacutelka daneacute tyče 534 m nebo 534 cm
Konvenčniacute hodnota veličiny (VIM 212) ndash hodnota veličiny přiřazenaacute pro danyacute uacutečel
k veličině dohodou Např standardniacute zrychleniacute volneacuteho paacutedu gn = 9806 65 mmiddots-2
Měřiciacute jednotka (VIM 19) ndash reaacutelnaacute skalaacuterniacute veličina definovanaacute a přijataacute konvenciacute
se kterou může byacutet porovnaacutevaacutena jakaacutekoliv jinaacute veličina stejneacuteho druhu vyjaacutedřeniacutem podiacutelu
dvou veličin jako čiacutesla
Zaacutekladniacute jednotka (VIM 110) ndash měřiciacute jednotka kteraacute je přijata konvenciacute
pro zaacutekladniacute veličinu
Odvozenaacute jednotka (VIM 111) ndash měřiciacute jednotka pro odvozenou veličinu
Toto je vyacutečet jen zaacutekladniacutech pojmů tyacutekajiacuteciacutech se obecneacute metrologie Dalšiacute pojmy
tyacutekajiacuteciacute se konkreacutetniacute problematiky mohou byacutet uvedeny v dalšiacutech kapitolaacutech
Shrnutiacute pojmů 12
Technickaacute normalizačniacute informace měřeniacute postup měřeniacute vyacutesledek měřeniacute
veličina měřiciacute jednotka
Otaacutezky 12
4 Co je to Technickaacute normalizačniacute informace
5 Co je to měřeniacute
6 Vyacutesledek měřeniacute je uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně nejistoty měřeniacute nebo bez nejistoty
měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
12 Strojiacuterenskaacute metrologie
2 ZABEZPEČOVAacuteNIacute METROLOGIE V ČESKEacute REPUBLICE
Tato kapitola maacute za uacutekol vysvětlit naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR jeho zaacutekladniacute
oblasti a vysvětluje vztahy mezi jednotlivyacutemi orgaacuteny činnyacutemi v ČR Daacutele je zde popsaacuten
zaacutekon o metrologii metrologickaacute naacutevaznost a etalony Jsou zde takeacute popsaacuteny jednotky
SI soustavy včetně definic ktereacute by měl každyacute metrolog znaacutet
21 Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem
Co je to fundamentaacutelniacute metrologie
Co je to průmyslovaacute metrologie
Co je to legaacutelniacute metrologie
Vyacuteklad
Zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel a měřeniacute je zaacutekladniacutem poslaacuteniacutem
metrologie Naacuteklady na měřeniacute hodnot fyzikaacutelniacutech a technickyacutech veličin a na s niacutem
souvisejiacuteciacute činnosti (přiacutekladně technickaacute normalizace akreditace apod) představujiacute podle
kvalifikovanyacutech odhadů v průmyslově vyspělyacutech staacutetech 4 až 6 HDP Na metrologickyacutech
činnostech se pochopitelně podiacutelejiacute určenyacutem způsobem jak veřejnyacute tak i soukromyacute sektor
Miacutera toho podiacutelu zpravidla vyplyacutevaacute z přiacuteslušneacute praacutevniacute uacutepravy metrologie v jednotlivyacutech
staacutetech a maacute přiacutemou souvislost s danyacutem ekonomickyacutem a praacutevniacutem prostřediacutem Metrologickaacute
legislativa jako takovaacute je de facto jednou z nejstaršiacutech na světě protože definice jednotek
jejich fyzikaacutelniacute realizace a povinneacute použiacutevaacuteniacute byla zaacutekladniacutem předpokladem pro rozvoj
obchodu a vyacuteroby už od pravěku Tiacutem spiacuteše to ovšem platiacute dnes v obdobiacute globalizace Teacutež
integrita všech pro současnost typickyacutech sofistikovanyacutech systeacutemů a technologiiacute značně zaacutevisiacute
na přesneacutem měřeniacute Zmiacuteněnaacute praacutevně podloženaacute uacuteprava stanovuje pravidla pro fungovaacuteniacute
naacuterodniacutech metrologickyacutech systeacutemů Naacuterodniacutem metrologickyacutem systeacutemem (NMS) se rozumiacute
soustava technickyacutech prostředků zařiacutezeniacute a technickeacuteho personaacutelu a praacutevniacutech a technickyacutech
předpisů vymezujiacuteciacutech postaveniacute a vzaacutejemneacute vazby subjektů staacutetniacute spraacutevy a praacutevnickyacutech
osob pověřenyacutech různyacutemi činnostmi při zabezpečovaacuteniacute jednotnosti a přesnosti měřidel
a měřeniacute ve staacutetě Tato technickaacute a administrativniacute infrastruktura zajišťuje konzistentniacute
a mezinaacuterodně uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute
vědy ochrany spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute Maacute zaacutesadniacute
vyacuteznam
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
13 Strojiacuterenskaacute metrologie
pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu (uvaacutediacute se že cca 50 růstu
HDP se odviacutejiacute od rozvoje vyspělyacutech technologiiacute kde hraje metrologie zaacutekladniacute roli)
pro odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu ktereacute je do značneacute miacutery založeno
na mezinaacuterodniacutem uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute a zkoušek
NMS lze rozdělit na naacutesledujiacuteciacute zaacutekladniacute oblasti
fundamentaacutelniacute metrologii (FM) zabyacutevajiacuteciacute se soustavou jednotek a fyzikaacutelniacutech
konstant uchovaacutevaacuteniacutem a rozvojem staacutetniacutech etalonů přenosem jednotek na nižšiacute
etalonaacutežniacute řaacutedy a vědou a vyacutezkumem v metrologii
průmyslovou metrologii (LM) sloužiacuteciacute k zabezpečeniacute jednotnosti a přesnosti
měřeniacute a naacutesledně jakosti vyacuteroby a služeb v širokeacutem spektru oborů (neregulovanaacute
sfeacutera metrologie)
legaacutelniacute metrologii (PM) zabezpečujiacuteciacute jednotnost a přesnost měřeniacute v regulovaneacute
sfeacuteře podle platneacute praacutevniacute uacutepravy
Vysokaacute uacuteroveň metrologickeacute služby je podmiacutenkou fungovaacuteniacute všech moderniacutech
systeacutemů ve vědě vyacuterobě obchodu dopravě komunikaciacutech obraně ochraně zdraviacute
a životniacuteho prostřediacute U každeacute naacuteročnějšiacute technologie platiacute že to co nelze změřit nelze ani
vyrobit Platiacute to zejmeacutena u moderniacutech technologiiacute označovanyacutech často jak o high-tech
Progresivniacute technologie majiacute přiacutemyacute vliv na zvyšovaacuteniacute podiacutelu přidaneacute hodnoty v ekonomice
a na jejiacute celkovou konkurenceschopnost Bez niacute nelze dlouhodobě dosahovat růstu
naacuterodniacuteho produktu
Shrnutiacute pojmů 21
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie
legaacutelniacute metrologie
Otaacutezky 21
7 Co je uacutekolem Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
8 Jakeacute jsou 2 zaacutesadniacute vyacuteznamy Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
9 Vyjmenuj 3 zaacutekladniacute oblasti Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
14 Strojiacuterenskaacute metrologie
22 Prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu (NMS) jejich postaveniacute
a uacutelohy
Čas ke studiu 1 hodinu
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pojmenovat jakeacute jsou zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu
Pojmenovat jakeacute jsou mezi nimi vztahy
Definovat organizačniacute strukturu NMS
Vyacuteklad
Naacuterodniacute metrologickeacute systeacutemy se konstituovaly jako soustava subjektů technickyacutech
prostředků a praacutevniacutech a technickyacutech předpisů Jejich uspořaacutedaacuteniacute je podobneacute pyramidě
v organizaci i v technickyacutech zaacuteležitostech Organizačně tvořiacute vrchol naacuterodniacute metrologickeacute
instituty na ně navazujiacute kalibračniacute laboratoře průmysloveacute metrologie (zpravidla akreditovaneacute)
a vyacutekonneacute orgaacuteny legaacutelniacute metrologie Zaacutekladnu pyramidy tvořiacute kalibračniacute laboratoře podniků
a širokyacute okruh uživatelů měřidel
Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem ČR se opiacuteraacute o tradičně silnou a technicky vyspělou
vrstvu kalibračniacutech laboratořiacute a metrologickyacutech laboratořiacute podniků Jeho současnyacute model je
(včetně provedenyacutech novelizaciacute zaacutekona o metrologii) slučitelnyacute se systeacutemy zavedenyacutemi
v zemiacutech EU
V oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute (v naacutevaznosti na kompetenčniacute zaacutekon) působiacute
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO) ndash uacutestředniacute orgaacuten staacutetniacute spraacutevy
i pro oblast metrologie předevšiacutem řiacutediacute podřiacutezeneacute organizace (UacuteNMZ ČMI apod)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ daacutele teacutež
Uacuteřad) - organizačniacute složka staacutetu zřiacutezenaacute MPO kteraacute z pověřeniacute MPO metodicky řiacutediacute
oblasti normalizace metrologie zkušebnictviacute (posuzovaacuteniacute shody) a akreditace
po věcneacute straacutence
V oblasti vyacutekonneacute metrologie působiacute
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI daacutele teacutež Institut) se siacutedlem v Brně přiacutespěvkovaacute
organizace zřiacutezenaacute MPO
organizace pověřeneacute podle zaacutekona o metrologii uchovaacutevaacuteniacutem některyacutech staacutetniacutech
etalonů
autorizovanaacute metrologickaacute střediska (AMS) působiacuteciacute v oblasti legaacutelniacute metrologie
kalibračniacute laboratoře (zpravidla akreditovaneacute vesměs soukromeacute)
metrologickaacute pracoviště podniků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
15 Strojiacuterenskaacute metrologie
registrovaniacute vyacuterobci opravci a montaacutežniacute organizace
subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute
akreditačniacute systeacutem ndash ČIA
V širšiacutem kontextu maacute NMS obecně velmi těsnou vazbu na akreditačniacute systeacutem (NMI
zajišťujiacute naacutevaznost na nejvyššiacute uacuterovni většina subjektů poskytujiacuteciacutech služby v metrologii
intenzivně využiacutevaacute akreditaci) ten je do NMS někdy přiacutemo zahrnovaacuten a svou stimulujiacuteciacute
a zpětnovazebniacute roli zde jistě hrajiacute dobrovolnaacute sdruženiacute subjektů zainteresovanyacutech na
metrologii jako Českaacute metrologickaacute společnost (ČMS) a Českeacute kalibračniacute sdruženiacute (ČKS)
Koncepčně je nutneacute aktivitou veřejneacuteho i soukromeacuteho sektoru rozviacutejet všechny tři segmenty
metrologie uvedeneacute vyacuteše ndash staacutet zde odpoviacutedaacute v podstatě za rozvoj v raacutemci Českeacuteho
metrologickeacuteho institutu
Obraacutezek 21 - Zjednodušeneacute scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Zjednodušeně je možneacute vyjaacutedřit vazby mezi prvky systeacutemu scheacutematem na
obraacutezku 21 Zobrazeny jsou pouze ty nejčastějšiacute a nejdůležitějšiacute a nejsou uvedeny
horizontaacutelniacute vazby realizovaneacute na všech etalonaacutežniacutech uacuterovniacutech jak o vzaacutejemneacute
mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute vyacutesledků měřeniacute Zjednodušeně jsou vyjaacutedřeny vztahy
k metrologickyacutem instituciacutem jinyacutech zemiacute Pro přehlednost jsou ve scheacutematu vynechaacuteny vazby
na akreditačniacute systeacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
16 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 22
Scheacutema naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR
Otaacutezky 22
10 Co tvořiacute vrchol Naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu z organizačniacuteho hlediska
11 Ktereacute orgaacuteny působiacute v oblasti řiacutezeniacute legislativy a koncepciacute
23 Zaacutekon o metrologii
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat měřidla podle zaacutekona o metrologii
Popsat orgaacuteny činneacute v metrologii
Definovat jednotky SI soustavy
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem stavebniacutem kamenem českeacute legislativy pro metrologii je zaacutekon o metrologii
a jeho provaacuteděciacute vyhlaacutešky Zaacutekonem o metrologii je zaacutekon č 5051990 Sb ve zněniacute četnyacutech
pozdějšiacutech předpisů Tento vznikl v letech 1989 až 1990 ve společenskyacutech a hospodaacuteřskyacutech
podmiacutenkaacutech odlišnyacutech od současnosti takže je již koncepčně zastaralyacute diacuteky celeacute řadě novel
kteryacutemi byla snaha jeho zastaralost bdquoleacutečitldquo je značně nepřehlednyacute a v některyacutech čaacutestech neniacute
dostatečně pregnantně formulovaacuten (např pojetiacute stanovenyacutech měřidel) což v praxi vyvolaacutevaacute
neuacuteměrně velkyacute počet sporů a stiacutežnostiacute V některyacutech detailech neniacute zaacutekon v plneacutem souladu
s principy jednotneacuteho evropskeacuteho prostoru (např kalibrace etalonů)
Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob ktereacute jsou
podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a to v rozsahu
potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel a měřeniacute
231 Rozděleniacute měřidel podle zaacutekona o metrologie
Měřidla soužiacute k určeniacute hodnoty měřeneacute veličiny Spolu s nezbytnyacutemi pomocnyacutemi
měřiciacutemi zařiacutezeniacutemi se pro uacutečely tohoto zaacutekona členiacute na
Etalony ndash jsou to měřidla sloužiacuteciacute k realizaci a uchovaacutevaacuteniacute teacuteto jednotky nebo
stupnice a k jejiacutemu přenosu na měřidla nižšiacute přesnosti Uchovaacutevaacuteniacutem etalonu se
rozumiacute všechny uacutekony potřebneacute k zachovaacuteniacute metrologickyacutech charakteristik
etalonu ve stanovenyacutech meziacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
17 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pracovniacute měřidla stanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz stanovenaacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
Pracovniacute měřidla nestanovenaacute (častěji se použiacutevaacute vyacuteraz pracovniacute měřidla) -
jsou měřidla kteraacute nejsou etalonem ani stanovenyacutem měřidlem
Certifikovaneacute referenčniacute materiaacutely a ostatniacute referenčniacute materiaacutely - jsou
to materiaacutely nebo laacutetky přesně stanoveneacuteho složeniacute nebo vlastnostiacute použiacutevaneacute
zejmeacutena pro ověřovaacuteniacute nebo kalibraci přiacutestrojů vyhodnocovaacuteniacute měřiacuteciacutech metod
a kvantitativniacute určovaacuteniacute vlastnostiacute materiaacutelů
Použiacutevaacuteniacute měřidel
Stanovenaacute měřidla se mohou použiacutevat pro danyacute uacutečel jen po dobu platnosti
provedeneacuteho ověřeniacute Noveacute ověřeniacute se však u těchto měřidel nemusiacute provaacutedět v přiacutepadě že se
prokazatelně přestala použiacutevat k uacutečelům ktereacute byla vyhlaacutešena jako stanovenaacute
Českyacute metrologickyacute institut je opraacutevněn zjišťovat u uživatelů plněniacute povinnostiacute
předklaacutedat stanovenaacute měřidla k ověřeniacute Zjistiacute-li že je použiacutevaacuteno stanoveneacute měřidlo bez
platneacuteho ověřeniacute měřidlo zaplombuje nebo zrušiacute uacuteředniacute značku
U měřidel pokud jsou použiacutevaacutena za okolnostiacute kdy nespraacutevnyacutem měřeniacutem mohou byacutet
vyacuteznamně poškozeny zaacutejmy osob je poškozenaacute strana opraacutevněna vyžaacutedat si jejich ověřeniacute
nebo kalibraci a vydaacuteniacute osvědčeniacute o vyacutesledku
Jednotnost a spraacutevnost pracovniacutech měřidel zajišťuje v potřebneacutem rozsahu jejich
uživatel kalibraciacute neniacute-li pro daneacute měřidlo vhodnějšiacute jinyacute způsob či metoda
232 Orgaacuteny činneacute v oblasti metrologie
Ministerstvo průmyslu a obchodu
zabezpečuje řiacutezeniacute staacutetniacute politiky v oblasti metrologie
vypracovaacutevaacute koncepce rozvoje metrologie
zajišťuje řiacutezeniacute Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
stanoviacute program staacutetniacute metrologie a zabezpečuje jeho realizaci
zastupuje Českou republiku v mezinaacuterodniacutech metrologickyacutech orgaacutenech a organizaciacutech
zajišťuje uacutekoly vyplyacutevajiacuteciacute z tohoto členstviacute a koordinuje uacutečast orgaacutenů a organizaciacute na
plněniacute těchto uacutekolů i uacutekol vyplyacutevajiacuteciacutech z mezinaacuterodniacutech smluv
autorizuje subjekty k vyacutekonům v oblasti staacutetniacute metrologickeacute kontroly měřidel
a uacuteředniacuteho měřeniacute pověřuje opraacutevněneacute subjekty k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů
pověřuje střediska kalibračniacute služby a kontroluje plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute
u všech těchto subjektů při zjištěniacute nedostatků v plněniacute stanovenyacutech povinnostiacute může
autorizaci odebrat
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
18 Strojiacuterenskaacute metrologie
provaacutediacute kontrolu činnosti Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
kontroluje dodržovaacuteniacute povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem
poskytuje metrologickeacute expertizy vydaacutevaacute osvědčeniacute o odborneacute způsobilosti
metrologickyacutech zaměstnanců a stanoviacute podmiacutenky za uacutečelem zajištěniacute jednotneacuteho
postupu subjektů pověřenyacutech uchovaacutevaacuteniacutem staacutetniacutech etalonů autorizovanyacutech
metrologickyacutech středisek a subjektů pověřenyacutech vyacutekonem uacuteředniacuteho měřeniacute
zveřejňuje ve Věstniacuteku Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute
zkušebnictviacute zejmeacutena subjekty pověřeneacute k uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů autorizovanaacute
metrologickaacute střediska subjekty autorizovaneacute pro uacuteředniacute měřeniacute staacutetniacute etalony
seznamy certifikovanyacutech referenčniacutech materiaacutelů a schvaacuteleneacute typy měřidel
Českyacute metrologickyacute institut (ČMI)
provaacutediacute metrologickyacute vyacutezkum a uchovaacutevaacuteniacute staacutetniacutech etalonů včetně přenosu hodnot
měřiciacutech jednotek na měřidla nižšiacutech přesnostiacute
provaacutediacute certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickou kontrolu měřidel
registruje subjekty ktereacute opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich
montaacutež
vykonaacutevaacute staacutetniacute metrologickyacute dozor u autorizovanyacutech metrologickyacutech středisek
u subjektů autorizovanyacutech pro vyacutekon uacuteředniacuteho měřeniacute u subjektů ktereacute vyraacutebějiacute
nebo opravujiacute stanovenaacute měřidla popřiacutepadě provaacutedějiacute jejich montaacutež u uživatelů
měřidel
provaacutediacute vyacutezkum a vyacutevoj v oblasti elektronickeacute komunikace a podiacuteliacute se na mezinaacuterodniacute
spolupraacuteci v teacuteto oblasti
provaacutediacute metrologickou kontrolu hotově baleneacuteho zbožiacute a lahviacute
posuzuje shodu a provaacutediacute zkoušeniacute vyacuterobků v rozsahu udělenyacutech autorizaciacute či
akreditace podle praacutevniacuteho předpisu
posuzuje technickou způsobilost měřiciacutech zařiacutezeniacute a technickyacutech zařiacutezeniacute pro využitiacute
v elektronickyacutech komunikaciacutech
poskytuje odborneacute služby v oblasti metrologie
Českyacute metrologickyacute institut může
povolit předběžnou vyacuterobu před schvaacuteleniacutem typu měřidla
povolit kraacutetkodobeacute použiacutevaacuteniacute stanoveneacuteho měřidla v době mezi ukončeniacutem
jeho opravy a ověřeniacutem s omezeniacutem teacuteto doby
Českyacute metrologickyacute institut oznamuje orgaacutenům Evropskyacutech společenstviacute
nebo přiacuteslušnyacutem orgaacutenům staacutetů se kteryacutemi jsou uzavřeny mezinaacuterodniacute smlouvy v rozsahu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
19 Strojiacuterenskaacute metrologie
z těchto smluv vyplyacutevajiacuteciacutem informace o vydaacuteniacute změnaacutech zrušeniacute nebo omezeniacute certifikaacutetů
tyacutekajiacuteciacutech se schvalovaacuteniacute měřidel
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost
Staacutetniacute uacuteřad pro jadernou bezpečnost provaacutediacute u uživatelů měřidel kteřiacute jsou držiteli
v raacutemci staacutetniacuteho dozoru nad radiačniacute ochranou a havarijniacute připravenostiacute prověřovaacuteniacute plněniacute
povinnostiacute stanovenyacutech tiacutemto zaacutekonem u měřidel určenyacutech nebo použiacutevanyacutech pro měřeniacute
ionizujiacuteciacuteho zaacuteřeniacute a radioaktivniacutech laacutetek
Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
Autorizovanyacutemi metrologickyacutemi středisky jsou subjekty ktereacute Uacuteřad (UacuteNMZ)
autorizoval k ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
po prověřeniacute uacuterovně jejich metrologickeacuteho a technickeacuteho vybaveniacute a po prověřeniacute kvalifikace
odpovědnyacutech zaměstnanců Naacuteležitosti žaacutedosti o autorizaci a podmiacutenky pro autorizaci stanoviacute
ministerstvo vyhlaacuteškou Na uděleniacute autorizace neniacute praacutevniacute naacuterok Neplniacute-li autorizovanyacute
subjekt povinnosti stanoveneacute zaacutekonem nebo podmiacutenkami stanovenyacutemi v rozhodnutiacute
o autorizaci nebo pokud to požaacutedaacute Uacuteřad rozhodnutiacute o autorizaci pozastaviacute změniacute nebo zrušiacute
Uacuteřad autorizovaneacutemu metrologickeacutemu středisku přiděluje popřiacutepadě odniacutemaacute uacuteředniacute
značku pro ověřeniacute měřidla
Jineacute subjekty než ty ktereacute jsou k tomu autorizovaacuteny nejsou opraacutevněny užiacutevat
označeniacute autorizovaneacute metrologickeacute středisko a to ani jako součaacutest sveacuteho naacutezvu
Střediska kalibračniacute služby
Střediska kalibračniacute služby jsou organizace ktereacute jsou Uacuteřadem pověřena na zaacutekladě
akreditace ke kalibraci měřidel pro jineacute subjekty
Subjekty
Vedou evidenci použiacutevanyacutech stanovenyacutech měřidel podleacutehajiacuteciacutech noveacutemu ověřeniacute
s datem posledniacuteho ověřeniacute a předklaacutedajiacute tato měřidla k ověřeniacute
Zajišťujiacute jednotnost a spraacutevnost měřidel a měřeniacute a jsou povinny vytvořit metrologickeacute
předpoklady pro ochranu zdraviacute zaměstnanců bezpečnosti praacutece a životniacuteho prostřediacute
přiměřeně ke sveacute činnosti
Českyacute institut pro akreditaci (ČIA)
buduje a zajišťuje akreditačniacute systeacutem v ČR v souladu s evropskyacutemi normami
provaacutediacute akreditace zkušebniacutech a kalibračniacutech laboratořiacute
uděluje odniacutemaacute nebo měniacute osvědčeniacute o akreditaci rozhoduje o jeho neuděleniacute
(pozastaveniacute)
zabezpečuje a provaacutediacute posuzovaacuteniacute žadatelů o akreditaci
zpracovaacutevaacute vydaacutevaacute předpisy metodickeacute pokyny metodickeacute přiacuteručky z oblasti sveacute
působnosti
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
20 Strojiacuterenskaacute metrologie
233 Zaacutekladniacute jednotky SI soustavy
Ke kvalifikaci metrologa by teacutež měly patřit průřezoveacute znalosti o způsobu realizace
zaacutekladniacutech jednotek soustavy SI a jejich vztahu k fundamentaacutelniacutem přiacuterodniacutem konstantaacutem
Tzv soustava jednotek SI (Systeacuteme International dlsquoUniteacutes) byla oficiaacutelně přijata 11
Generaacutelniacute konferenciacute vah a měr v r 1960 Tato soustava jednotek se sestaacutevaacute ze 7 zaacutekladniacutech
jednotek a odvozenyacutech jednotek přičemž jde o tzv soustavu koherentniacute tj jednotky jsou
vzaacutejemně svaacutezaacuteny operacemi naacutesobeniacute a děleniacute s čiacuteselnyacutem faktorem kteryacute je vždy roven 1
Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozujiacute jejich naacutesobky a diacutely pomociacute stanovenyacutech předpon
(vyacutejimku tvořiacute jednotka hmotnosti kg) Jako desetinnyacute znak se použiacutevaacute buď tečka (angličtina)
nebo čaacuterka (francouzština čeština) podle toho jak je to v naacuterodniacutem jazyku obvykleacute Měřiacuteciacute
jednotky jsou u naacutes stanoveny zaacutekonem o metrologii v platneacutem zněniacute a vyhlaacuteškou
MPO č 2642000 Sb a jsou tedy upraveny plně dostačujiacuteciacutem a harmonizovanyacutem způsobem ndash
jde o jednotky SI a některeacute dalšiacute jednotky mimo soustavu SI Je třeba poznamenat že
i všechny země s tzv imperiaacutelniacutem systeacutemem jednotek (všechny anglosaskeacute země) nyniacute
intenzivně přechaacutezejiacute na systeacutem SI (V Britaacutenie maacute vyacutejimku do r 2010)
Tab 21 ndash Zaacutekladniacute jednotky SI
Veličina Jednotka Značka
Deacutelka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrickyacute proud ampeacuter A
Termodynamickaacute teplota kelvin K
Laacutetkoveacute množstviacute mol mol
Sviacutetivost kandela cd
Daacutele SI obsahuje jednotky odvozeneacute mezi něž patřiacute (dvě) jednotky doplňkoveacute ndash
jednotka rovinneacuteho a prostoroveacuteho uacutehlu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
21 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 22 ndash Odvozeneacute jednotky SI
Odvozenaacute veličina
Odvozenaacute jednotka SI
Zvlaacuteštniacute naacutezev Značka
Vyjaacutedřeniacute pomociacute
zaacutekladniacutech a odvoz
jednotek SI
Rovinnyacute uacutehel radiaacuten rad 1 rad = 1 mm = 1
Prostorovyacute uacutehel steradiaacuten sr 1 sr = 1 m2m2 = 1
Kmitočet hertz Hz 1 Hz = 1 s-1
Siacutela newton N 1 N = 1 kgms2
Tlak napětiacute pascal Pa 1 Pa = 1 Nm2
Energie praacutece tepelneacute
množstviacute joule J 1 J = 1 Nm
Elektrickyacute potenciaacutel
potenciaacutelniacute rozdiacutel napětiacute
elektromotorickeacute napětiacute
volt V 1 v = 1 WA
Kapacita farad F 1 F = 1 CV
Elektrickyacute odpor ohm Ω 1 Ω = 1 VA
Elektrickaacute vodivost siemens S 1 S = 1 Ω-1
Magnetickyacute tok weber Wb 1 Wb = 1 Vs
Magnetickaacute indukce tesla T 1 T = 1 Wm2
Indukčnost henry H 1 H = 1 WbA
Celsiova teplota Celsiův stupeň 1)
degC 1 degC = 1 K
Světelnyacute tok lumen lm 1 lm = 1 cdsr
Osvětlenost lux lx 1 lx = 1 lmm2
Aktivita (radionuklidu) becqerel Bq 1 Bq = 1 s-1
Pohlcenaacute daacutevka měrnaacute
sdiacutelenaacute energie kerma
index pohlceneacute daacutevky
gray Gy 1 Gy = 1 Jkg
Daacutevkovyacute ekvivalent
index
daacutevkoveacuteho ekvivalentu
sievert Sv 1 Sv = 1 Jkg
1) Celsiův stupeň je zvlaacuteštniacute naacutezev pro jednotku kelvin užiacutevanyacute pro udaacutevaacuteniacute Celsiovy
teploty
Obecně se již několik desiacutetek let sleduje v metrologii trend svaacutezat zaacutekladniacute jednotky SI
v jejich definiciacutech se zaacutekladniacutemi přiacuterodniacutemi konstantami ndash tiacutem je zajištěna ideaacutelniacute nezaacutevislost
jejich realizace na čase a miacutestě K jednotlivyacutem jednotkaacutem lze podrobněji uveacutest naacutesledujiacuteciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
22 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jednotka času ndash sekunda
Sekunda (s) je doba trvaacuteniacute 9 192 631 770 period zaacuteřeniacute odpoviacutedajiacuteciacuteho přechodu mezi
dvěma velmi jemnyacutemi hladinami zaacutekladniacuteho stavu atomu cesia 133 (1967)
Pod měřeniacutem času si lze představit několik různyacutech fyzikaacutelniacutech situaciacute měřeniacute deacutelky
trvaacuteniacute časovyacutech intervalů (heslo stopky) registrace četnosti udaacutelostiacute v časoveacutem intervalu
(heslo měřeniacute frekvence) ale teacutež stanoveniacute časoveacuteho sledu udaacutelostiacute na časoveacute stupnici (heslo
čas) Pro ty prvniacute situace lze vystačit s definiciacute jednotky času ale ta posledniacute uacuteloha pro běžnyacute
život nejdůležitějšiacute vyžaduje definici časoveacute stupnice a metod jejiacuteho šiacuteřeniacute Definice časoveacute
stupnice musiacute stanovit počaacutetek počiacutetaacuteniacute času a předpis jak se vytvaacuteřejiacute naacutesobky
zaacutekladniacuteho měřiacutetka stupnice Naacuteš zaacutekonnyacute čas je tradičně postaven na SI sekundě
jako měřiacutetku stupnice a 1 den tvořiacute 24 hodin x 60 minut x 60 sekund Počaacutetek den je stanoven
na 000 hodin a pro počiacutetaacuteniacute dnů se použiacutevaacute gregoriaacutenskyacute kalendaacuteř (viz normu ISO 8601)
Jednotka deacutelky - metr
1 metr (m) je deacutelka draacutehy kterou proběhne světlo ve vakuu za dobu 1299792458
sekundy (1983)
Zde byl mezinaacuterodniacute prototyp metru nahrazen kvantovou definiciacute již v r1960 (atom
kryptonu) ndash v r 1983 byla 17 CGPM přijata současnaacute definice metru kteraacute zaacuteroveň stanovuje
hodnotu zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty rychlosti světla ve vakuu c0 (s nulovou nejistotou)
Pro praktickeacute uacutečely přijat Poradniacute vyacutebor pro deacutelku CCL Metrickeacute konvence naacutesledujiacuteciacute
3 možnosti (Mise en Practique)
a) pomociacute deacutelky draacutehy l kterou ve vakuu uraziacute rovinnaacute elektromagnetickaacute vlna za čas
t deacutelku určiacuteme po změřeniacute času t pomociacute vztahu l = c0 middot t kde c0 = 299 792 458 ms je
rychlost světla ve vakuu
b) pomociacute vakuoveacute vlnoveacute deacutelky rovinneacute elektromagnetickeacute vlny frekvence f
použitiacutem vztahu = c0 f kde c0 = 299 792 458 ms je rychlost světla ve vakuu (f se musiacute
změřit např femtosekundovyacutem hřebenem porovnaacuteniacutem s etalonem času - frekvence)
c) pomociacute zaacuteřeniacute ze seznamu uvedeneacuteho v doporučeniacute jehož vakuoveacute vlnoveacute deacutelky
a frekvence mohou byacutet použity s uvedenou nejistotou za předpokladu že jsou dodrženy
předepsaneacute parametry a spraacutevnaacute laboratorniacute praxe (f je v tomto doporučeniacute stanovena)
Jednotka hmotnosti ndash kilogram
1 kilogram (kg) je roven hmotnosti mezinaacuterodniacuteho prototypu kilogramu (1889)
Mezinaacuterodniacute prototyp kilogramu je vyroben ze slitiny platiny a iridia a uchovaacutevaacuten za
přesně stanovenyacutech podmiacutenek v Segravevres u Pařiacuteže [v r 1901 byla tato jednotka potvrzena
jako jednotka hmotnosti a nikoliv ndash jak tomu bylo dřiacuteve ndash jednotka tiacutehy (vaacutehy)]
BIPM uchovaacutevaacute mezinaacuterodniacute prototyp etalonu hmotnosti 1 kg z Pt-Ir slitiny ndash jde
o takřka posledniacute (mimo teplotu) zaacutekladniacute jednotku jejiacutež realizace je daacutena artefaktem bez
naacutevaznosti na zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty Jednotka hmotnosti by měla byacutet nově definovaacutena
na zaacutekladě experimentu s wattovyacutemi vaacutehami metodou navrženou Kibblem NPL (v naacutevaznosti
na Planckovu konstantu ndash NIST NPL METAS BNM Francie) nebo ve vazbě na hmotnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
23 Strojiacuterenskaacute metrologie
protonu na zaacutekladě počiacutetaacuteniacute atomů v krystalu křemiacuteku (v naacutevaznosti na Avogadrovu
konstantu) Jak o slibnějšiacute se zatiacutem ukazujiacute praacutevě probiacutehajiacuteciacute experimenty s wattovyacutemi
vaacutehami Porovnaacuteniacute mezinaacuterodniacuteho prototypu 1 kg s naacuterodniacutemi prototypy ukaacutezalo že
jeho hodnota se dlouhodobě měniacute v rozsahu až 510-9
za rok To by pro praktickeacute aplikace
v hmotnosti nebylo až tak podstatneacute ale od jednotky hmotnosti jsou definiciacute ampeacuteru
odvozeny elektrickeacute jednotky kde se teď dosahuje vysokyacutech přesnostiacute a opakovatelnostiacute
v řaacutedu 10-9
(viz daacutele) ndash řada vyacutezkumnyacutech praciacute je proto v posledniacute době věnovaacutena noveacute
definici kilogramu opřeneacute o zaacutekladniacute přiacuterodniacute konstanty
Jednotka elektrickeacuteh o proudu ndash ampeacuter
1 ampeacuter (A) je elektrickyacutem proud kteryacute při staacuteleacutem průchodu (průtoku) dvěma
přiacutemyacutemi nekonečně dlouhyacutemi rovnoběžnyacutemi vodiči zanedbatelneacuteho kruhoveacuteho průřezu
umiacutestěnyacutemi ve vakuu ve vzdaacutelenosti 1m vyvolaacute mezi nimi siacutelu 210-7
newtonů na 1 metr
deacutelky
U elektrickyacutech jednotek je dlouhodobyacutem probleacutemem fakt že definici jednotky ampeacuter
v SI je velmi obtiacutežneacute experimentaacutelně realizovat v praxi s dostatečnou přesnostiacute ndash rozhodnutiacute
o volbě praacutevě ampeacuteru jak o zaacutekladniacute jednotce elektrickyacutech veličin byl o v podstatě libovolneacute
poplatneacute době vzniku (1946-48) Tehdy se mu dala přednost před voltem a ohmem z důvodu
jednoducheacute fyzikaacutelniacute vazby na mechanickeacute jednotky a možneacute přesnosti jeho realizace
Důležiteacute je uvědomit si že definiciacute ampeacuteru v soustavě SI je zaacuteroveň přesně definovaacutena
hodnota permeability vakua micro0 = 4 x 10-7
NA-2
Na zaacutekladě Maxwellova vztahu micro0c00 = 1
je pak daacutena hodnota permitivity vakua Definice ampeacuteru však neniacute přiacuteliš vhodnaacute jak o naacutevod
pro realizaci ndash odpoviacutedajiacuteciacute experiment s tzv proudovyacutemi vaacutehami byl založen na měřeniacute siacutely
mezi 2 vodiči zpravidla ve formě ciacutevek V důsledku nutnosti vodiče takto mechanicky
zpracovat vznikaacute ve vodičiacutech pnutiacute a jineacute defekty ktereacute majiacute za naacutesledek nerovnoměrneacute
rozloženiacute proudu přes jejich průřez a tiacutem zvyacutešenou nejistotu ve vzaacutejemneacute vzdaacutelenosti vodičů
Z těchto i jinyacutech důvodů se takto nepodařilo dosaacutehnout lepšiacutech nejistot než několikraacutet 10-6
a bylo tak nutneacute studovat jineacute přiacutestupy V r 1956 objevili australštiacute vědci Thompson
a Lampard novyacute elektrostatickyacute teoreacutem mezi určityacutem geometrickyacutem uspořaacutedaacuteniacutem vodičů (se
středy v roziacutech čtverce) a jejich vzaacutejemnou kapacitou (uacutehlopřiacutečně) na jednotku deacutelky
Tiacutemto tzv vypočitatelnyacutem kondenzaacutetorem se podařilo realizovat jednotku kapacity farad
s přesnostiacute několikraacutet 10-8
Spolehlivyacute provoz takoveacuteho etalonu se však v praxi ukaacutezal byacutet
velmi naacuteročnyacute jde o zařiacutezeniacute extreacutemně citliveacute na různeacute vlivy zejmeacutena otřesy drobneacute
mechanickeacute defekty apod
Jednotka termodynamickeacute teploty - kelvin
1 kelvin (K) je roven 127316 termodynamickeacute teploty trojneacuteho bodu vody (1967)
Ještě ve většiacute miacuteře než u ampeacuteru nelze definici teacuteto jednotky v SI realizovat v praxi
a pro běžneacute uacutečely bylo nutneacute definovat praktickeacute teplotniacute stupnice ndash posledniacute z nich je ITS ndash
90 Termodynamickaacute definice teploty je založena na 2 zaacutekoně termodynamiky a na řadě
idealizaciacute ktereacute nelze v praxi naplnit zkoumanyacute systeacutem musiacute byacutet staacutele ve stavu
termodynamickeacute rovnovaacutehy všechny změny jeho stavu musiacute byacutet vratneacute apod Z teorie plyne
že pro jednoznačneacute určeniacute termodynamickeacute stupnice je třeba stanovit hodnotu pouze
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
24 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 konstanty v r 1954 to bylo provedeno tak že termodynamickaacute teplota trojneacuteho bodu vody
(rovnovaacuteha 3 skupenstviacute ndash vody ledoveacute třiacuteště a vodniacutech par) byla stanovena na
T = 27316 K přesně Jednotka kelvin je tak vaacutezaacutena na určitou vlastnost laacutetky ale na rozdiacutel od
jinyacutech jednotek neniacute stanovena jejiacute vazba na nějakou fundamentaacutelniacute konstantu a v definici
určena jejiacute hodnota Přirozeně se zde nabiacuteziacute Boltzmannova konstanta k - teplota je miacuterou
neuspořaacutedaneacuteho pohybu čaacutestic hmoty a středniacute kinetickaacute energie tohoto pohybu je rovna
součinu kT v současnosti probiacutehajiacute experimenty (NIST PTB) jejichž ciacutelem je zvyacutešit
současnou přesnost určeniacute k v oblasti 210-6
na požadovanyacutech 310-7
ndash v principu to lze učinit
libovolnyacutem primaacuterniacutem teploměrem změřeniacutem součinu kT při znaacutemeacute teplotě ideaacutelně v trojneacutem
bodu vody
Jednotka laacutetkoveacuteho množstviacute ndash mol
1 mol (mol) je laacutetkoveacute množstviacute soustavy kteraacute obsahuje tolik elementaacuterniacutech entit
kolik je atomů v 0012 kg uhliacuteku 12
6C
V definici jednotky se hovořiacute o počtu elementaacuterniacutech jedinců v určiteacutem množstviacute laacutetky
mono-izotopickeacuteho složeniacute ndash čiacuteselnyacute počet těchto jedinců v 1 molu je daacuten tzv Avogadrovou
konstantou NA V současneacute době probiacutehaacute experiment (PTB NMIJ Japonsko) pro určeniacute
přesnějšiacute hodnoty teacuteto konstanty Je založen vlastně na počiacutetaacuteniacute atomů ve vysoce čisteacutem
monokrystalu křemiacuteku přirozeneacuteho izotopickeacuteho složeniacute o hmotnosti 1 kg ve tvaru koule
a to změřeniacutem jeho hmotnosti objemu mřiacutežkoveacute konstanty molaacuterniacute hmotnosti (ve hře jsou
různeacute izotopy Si) a tloušťky povrchoveacute oxidačniacute vrstvy Probleacutemem je mj kvantifikace vlivu
defektů krystalickeacute mřiacutežky Dospělo se tak k hodnotě NA = 60221354(16) x 1023
mol-1
Ač je
tato hodnota v dobreacutem souladu s jinyacutemi experimenty stejnou metodou je nicmeacuteně o 1 x 10 6
nižšiacute než hodnota v CODATA 1998 Největšiacute složku nejistoty představuje vliv
izotopickeacuteho složeniacute přirozeneacuteho krystalu ndash připravuje se proto experiment s krystalem
z obohaceneacuteho křemiacuteku 28
Si kteryacute by tuto nejistotu měl o řaacuted sniacutežit a zaacuteroveň vyřešit
zmiacuteněnyacute rozpor s CODATA
Jednotka sviacutetivosti ndash kandela
1 kandela (cd) je sviacutetivost zdroje v daneacutem směru kteryacute vysiacutelaacute monochromatickeacute zaacuteřeniacute
o kmitočtu 5401012
Hz a kteryacute maacute v tomto směru zaacuteřivost 1683 wattů na steradiaacuten
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
25 Strojiacuterenskaacute metrologie
Tab 23 - Naacutezvy a značky naacutesobnyacutech a diacutelčiacutech předpon SI
Činitel
Předpona
Naacutezev Značka Původ naacutezvu
1024
yotta Y
1021
zetta Z
1018
exa E
1015
peta P
1012
tera T teras (řec) - nebeskeacute znameniacute
109 giga G gigas (řec) ndash obr
106 mega M megas (řec) - velikyacute
103 kilo k chilios (řec) - tisiacutec
102 hekto h hekat o (řec) - sto
10 deka da dekas (řec) - deset
10-1
deci d decem (lat) - deset
10-2
centi c centum (lat) - sto
10-3
mili m mille (lat) - tisiacutec
10-6
mikro μ mikros (řec) - malyacute
10-9
nano n nan o (it) - trpasliacutek
10-12
piko p piccol o (it) - maličkyacute
10-15
femto f femton (šveacuted) - patnaacutect
10-18
atto a atton (šveacuted) - osmnaacutect
10-21
zepto z
10-24
yokto y
Shrnutiacute pojmů 23
Etalon stanoveneacute měřidlo pracovniacute měřidlo certifikovaneacute materiaacutely orgaacuteny
činneacute v metrologii jednotky SI soustavy
Otaacutezky 23
12 Co je uacutečelem zaacutekona o metrologii
13 Co jsou to stanovenaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
26 Strojiacuterenskaacute metrologie
14 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol kontrolovat činnost
Českeacuteho metrologickeacuteho institutu
15 Kteryacute z orgaacutenů činnyacutech v metrologii maacute za uacutekol ověřovaacuteniacute stanovenyacutech měřidel
nebo certifikaci referenčniacutech materiaacutelů
16 Kolik je zaacutekladniacutech jednotek SI soustavy
17 Jsou všechny jednotky SI soustavy založeny na přiacuterodniacutech konstantaacutech
24 Metrologickaacute naacutevaznost a etalony
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Pochopit metrologickou naacutevaznost
Popsat zaacutekladniacute pojmy tyacutekajiacuteciacute se teacuteto problematiky
Pochopit řetězec naacutevaznosti
Vyacuteklad
241 Vymezeniacute pojmů a definic
Naacutevaznost
je vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet určen vztah
k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem etalonům přes nepřerušenyacute
řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty jsou uvedeny
Pozn Pro průmysl v Evropě se zajišťuje naacutevaznost na nejvyššiacute mezinaacuterodniacute uacuterovni
předevšiacutem využiacutevaacuteniacutem akreditovanyacutech evropskyacutech laboratořiacute a naacuterodniacutech metrologickyacutech
institutů
Kalibrace
Zaacutekladniacutem prostředkem při zajišťovaacuteniacute naacutevaznosti měřeniacute je kalibrace etalonů nižšiacutech
řaacutedů a měřidel Tato kalibrace zahrnuje určeniacute metrologickyacutech charakteristik
kalibrovaneacuteho přiacutestroje
Pozn Měřidla je třeba kalibrovat proto aby se zajistila konzistence uacutedajů přiacutestroje
s jinyacutem měřeniacutem a aby se zajistila spraacutevnost uacutedajů uvaacuteděnyacutech přiacutestrojem a aby bylo znaacutemo
s jakou nejistotou uacutedaje měřidla je třeba počiacutetat Vyacutesledek kalibrace umožniacute buď přičleněniacute
hodnot měřenyacutech veličin k indikovanyacutem hodnotaacutem nebo stanoveniacute korekciacute vůči indikovanyacutem
hodnotaacutem Kalibrace může rovněž určit dalšiacute metrologickeacute vlastnosti jako je uacutečinek
ovlivňujiacuteciacutech veličin Vyacutesledek kalibrace se zaznamenaacute v dokumentu kteryacute se někdy nazyacutevaacute
kalibračniacute list (někdy teacutež certifikaacutet nebo zpraacuteva o kalibraci)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
27 Strojiacuterenskaacute metrologie
Etalonem
se rozumiacute hmotnaacute miacutera měřidlo přiacutestroj nebo systeacutem ktereacute jsou určeny k definovaacuteniacute
realizovaacuteniacute uchovaacutevaacuteniacute nebo reprodukovaacuteniacute jednotky nebo jedneacute či několika hodnot veličiny
a sloužiacute jako vzor reference (napřiacuteklad prototyp 1 kg etalonovyacute rezistor cesioveacute hodiny)
Přiacuteklad Metr je definovaacuten jako deacutelka draacutehy kterou uraziacute světlo v časoveacutem intervalu
1299 792 458 sekundy
Metr je realizovaacuten na primaacuterniacute uacuterovni pomociacute vlnoveacute deacutelky helium ndash neonoveacuteho joacutedem
stabilizovaneacuteho laseru Na nižšiacutech uacuterovniacutech se použiacutevajiacute materiaacutelniacute miacutery jako jsou zaacutekladniacute
měrky a naacutevaznost je zajištěna použitiacutem optickeacute interferometrie ke stanoveniacute deacutelky
zaacutekladniacutech měrek s naacutevaznostiacute na vyacuteše uvedenou vlnovou deacutelku laseroveacuteho světla
Primaacuterniacute etalon
je etalon kteryacute je určen nebo všeobecně uznaacutevaacuten za etalon s nejvyššiacute metrologickou
kvalitou a jehož hodnota je přijiacutemaacutena bez navazovaacuteniacute k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
Primaacuterniacute etalony se někdy ještě daacutele děliacute na etalony ktereacute při realizaci hodnoty veličiny
vychaacutezejiacute přiacutemo z definice jednotky (typickyacute je prototyp kilogramu) nebo s využitiacutem nějakeacuteho
nezaacutevisleacuteho fyzikaacutelniacuteho jevu realizujiacute hodnotu veličiny v určiteacutem znaacutemeacutem počtu jednotek
(typickyacutem přiacutekladem je etalon odporu založenyacute na kvantoveacutem Hallově jevu - von Klitzingově
konstantě) Etalonům tohoto druheacuteho typu se takeacute řiacutekaacute bdquointrinsickeacuteldquo
Mezinaacuterodniacute etalon
je dohodou uznaacuten za etalon kteryacute sloužiacute mezinaacuterodně k stanoveniacute hodnot jinyacutech
etalonů přiacuteslušneacute veličiny (napřiacuteklad etalony BIPM) V současnosti je takovyacutem etalonem
prakticky jen etalon jednotky hmotnosti ovšem tendence k posilovaacuteniacute spolupraacutece naacuterodniacutech
metrologickyacutech institutů může veacutest k posunu vyacuteznamu tohoto pojmu ndash etalon může sloužit
pro viacutece staacutetů a byacutet uchovaacutevaacuten v jednom z nich ndash potom se uzaviacuteraacute smlouva o zajištěniacute
naacutevaznosti (traceability agreement)
Staacutetniacute etalon
je etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot jinyacutech etalonů
přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Pozn Staacutetniacute etalony obvykle na nejvyššiacute technickeacute uacuterovni v zemi jsou zdrojem
metrologickeacute naacutevaznosti pro všechna měřeniacute pro tu kterou veličinu Proto se běžně označujiacute
jako staacutetniacute etalony (v anglicky mluviacuteciacutech zemiacutech bdquonational [measurement] standardsldquo) Staacutetniacute
etalon nemusiacute nutně byacutet etalonem primaacuterniacutem Důležiteacute jsou jeho metrologickeacute charakteristiky
a to zda jiacutem realizovanaacute hodnota vyhovuje domaacuteciacutem potřebaacutem (včetně zajištěniacute
mezinaacuterodniacuteho uznaacutevaacuteniacute vyacutesledků kalibrace a měřeniacute) s vyhovujiacuteciacute nejistotou
V přiacutepadě ČR uchovaacutevaacute většinu staacutetniacutech etalonů Českyacute metrologickyacute institut
a zmiacuteněneacute oficiaacutelniacute rozhodnutiacute činiacute předseda Uacuteřadu pro technickou normalizaci metrologii
a staacutetniacute zkušebnictviacute Postup vedouciacute k tomuto rozhodnutiacute je naacuteročnyacute a zajišťuje že schvaacutelenyacute
staacutetniacute etalon maacute prokazatelnou naacutevaznost na mezinaacuterodniacute etalony že jeho technickaacute uacuteroveň je
srovnatelnaacute s etalony jinyacutech zemiacute a že vyhovuje požadavkům Dohody o vzaacutejemneacutem uznaacutevaacuteniacute
staacutetniacutech etalonů a certifikaacutetů vydaacutevanyacutech naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty (MRA) Kromě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
28 Strojiacuterenskaacute metrologie
metrologickyacutech charakteristik se dokumentujiacute a oponujiacute vyacutesledky vyacutezkumu vyacutevoje analyacuteza
potřebnosti mezinaacuterodniacute porovnaacuteniacute naacutevaznost pravidla použiacutevaacuteniacute Posouzeniacute skupinou
expertů je veřejneacute Stejně naacuteročneacute je schvalovaciacute řiacutezeniacute projektu na pořiacutezeniacute etalonu
242 Řetězec naacutevaznosti
Klasickeacute zabezpečeniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute předpoklaacutedal o vertikaacutelniacute
uspořaacutedaacuteniacute řetězce naacutevaznosti kde jsou mezi etalony postupně rostouciacutech řaacutedů (primaacuterniacute
etalon maacute řaacuted 0) uvedeny metody přenosu hodnoty veličiny a dalšiacute charakterizujiacuteciacute uacutedaje
Praktickaacute metrologie vede ke zvyacuterazněniacute potřeby porovnaacutevaacuteniacute etalonů stejnyacutech řaacutedů
Vyacutehodou je nejen posiacuteleniacute důvěry mezi dvěma nebo viacutece držiteli těchto etalonů ale takeacute
snazšiacute vysledovaacuteniacute přiacutepadnyacutech nedostatků
BIPM
(Mezinaacuterodniacute uacuteřad pro vaacutehy a miacutery)
Primaacuterniacute laboratoře
(ve většině zemiacute naacuterodniacute
metrologickeacute uacutestavy)
Akreditovaneacute
laboratoře
Podniky
Konečniacute uživateleacute
Obraacutezek 22 ndash Řetězec naacutevaznosti
V souvislosti s intenzifikaciacute mezinaacuterodniacute spolupraacutece a s ujednaacuteniacutemi o vzaacutejemneacutem
uznaacutevaacuteniacute metrologickyacutech vyacutekonů (a uacutekonů akreditace) je naviacutec třeba vysledovat i možneacute
korelace mezi etalony různyacutech instituciacute a zjistit skutečneacute zdroje naacutevaznosti Proto se vedou
praacutece ktereacute mapujiacute souvislosti a cesty naacutevaznosti mezi naacuterodniacutemi metrologickyacutemi instituty
a vyacutesledky zaznamenaacutevajiacute v podobě scheacutemat kteryacutem se řiacutekaacute bdquoair line mapldquo Ciacutelem je zjistit
skutečnyacute stav zajišťovaacuteniacute metrologickeacute naacutevaznosti a vyhledat možnosti zjednodušovaacuteniacute až
po soustředěniacute některyacutech činnostiacute (zejmeacutena v oblasti vyacutezkumu a vyacutevoje) do vybranyacutech center
a zabezpečovaacuteniacute služeb pro partnery z těchto center
Nejjednoduššiacute představa uspořaacutedaacuteniacute klasickeacute vertikaacutelniacute naacutevaznosti je znaacutezorněna na
obraacutezku 22 Podtiskem jsou vyznačeny prvky naacuterodniacute metrologickeacute infrastruktury
Obdobnaacute scheacutemata byla sestavena pro všechny důležiteacute obory měřeniacute a znaacutezorňujiacute
velmi naacutezorně zdroje a přiacutejemce naacutevaznosti
Zavedenyacute způsob zajišťovaacuteniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřeniacute prostředky metrologickeacute
naacutevaznosti je uspořaacutedaacuteniacute etalonů do tzv scheacutematu naacutevaznosti Ve scheacutematu je znaacutezorněna
Definice jednotky mezinaacuterodniacute etalony
Zahraničniacute staacutetniacute etalony
Domaacuteciacute staacutetniacute etalony
Referenčniacute etalony
Etalony podniků
Měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
29 Strojiacuterenskaacute metrologie
hierarchie etalonů v řaacutedech s postupně rostouciacute nejistotou realizace hodnoty přiacuteslušneacute
veličiny Typickeacute uspořaacutedaacuteniacute je na obraacutezku 23
Na obraacutezku jsou znaacutezorněny i horizontaacutelniacute větve ndash porovnaacuteniacute etalonů na stejneacute uacuterovni
ktereacute nabyacutevaacute staacutele viacutece na důležitosti
mezinaacuterodniacute
etalon
staacutetniacute etalon
ČR staacutetniacute etalon
jineacuteh o staacutetu
tzv intrinsickyacute
etalon
sekundaacuterniacute
etalon
etalony jinyacutech
laboratořiacute
navazovaacuteniacute přenos jednotky na
etalon (zpravidla) nižšiacute přesnosti
pracovniacute
měřidlo
porovnaacutevaacuteniacute zpravidla mezi etalony
srovnatelneacute přesnosti
Obraacutezek 23 ndash Typickeacute scheacutema naacutevaznosti ndash levyacute sloupec v obraacutezku
Shrnutiacute pojmů 24
Naacutevaznost kalibrace etalon primaacuterniacute etalon mezinaacuterodniacute etalon staacutetniacute etalon
řetězec naacutevaznosti
Otaacutezky 24
18 Co je to staacutetniacute etalon
19 Co je to naacutevaznost
20 Na jakeacutem miacutestě v řetězci naacutevaznosti se nachaacuteziacute pracovniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
30 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 CHYBY A NEJISTOTY MĚŘENIacute
Ciacutelem teacuteto kapitoly je poskytnout zaacutekladniacute informace tyacutekajiacuteciacute se chyb a nejistot měřeniacute
a proveacutest všeobecneacute shrnutiacute současnyacutech poznatků tyacutekajiacuteciacutech se vyhodnocovaacuteniacute stanovovaacuteniacute
a uvaacuteděniacute nejistot měřeniacute V souvislosti s nejistotou měřeniacute je třeba zdůraznit že se na niacute
podiacuteliacute celaacute řada faktorů a že snaha o objektivniacute podchyceniacute a spraacutevneacute vyhodnoceniacute všech
složek nejistoty měřeniacute naraacutežiacute v řadě přiacutepadů na meze našeho současneacuteho poznaacuteniacute
přiacuteslušneacuteho procesu měřeniacute
31 Zaacutekladniacute pojmy pro chyby a nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Definovat zaacutekladniacute pojmy v oblasti chyb a nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Chyba měřeniacute (VIM 216) ndash naměřenaacute hodnota veličiny miacutenus referenčniacute hodnota
veličiny
Systematickaacute chyba měřeniacute (VIM 217) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute v opakovanyacutech
měřeniacutech zůstaacutevaacute konstantniacute nebo se měniacute předviacutedatelnyacutem způsobem
Naacutehodnaacute chyba měřeniacute (VIM 219) ndash složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovaneacutem
měřeniacute měniacute nepředviacutedatelnyacutem způsobem
Podmiacutenka opakovatelnosti měřeniacute (VIM 220) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje stejnyacute postup měřeniacute stejnyacute obslužnyacute personaacutel stejnyacute měřiciacute
systeacutem stejneacute pracovniacute podmiacutenky stejneacute miacutesto a opakovaacuteniacute měřeniacute na stejneacutem
nebo podobnyacutech objektech v kraacutetkeacutem časoveacutem uacuteseku
Opakovatelnost měřeniacute (VIM 221) ndash preciznost měřeniacute ze souboru podmiacutenek
opakovatelnost měřeniacute
Podmiacutenka reprodukovatelnosti měřeniacute (VIM 224) ndash podmiacutenka měřeniacute ze souboru
podmiacutenek kteryacute zahrnuje různaacute miacutesta obslužnyacute personaacutel měřiciacute systeacutemy a opakovaacuteniacute měřeniacute
na stejnyacutech nebo podobnyacutech objektech
Reprodukovatelnost měřeniacute (VIM 225) ndash preciznost měřeniacute za podmiacutenek
reprodukovatelnosti měřeniacute
Nejistota měřeniacute (VIM 226) ndash nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot
veličiny přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
31 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kdy v poznaacutemce je uvedeno že tiacutemto parametrem může byacutet např směrodatnaacute
odchylka (nebo jejiacute danyacute naacutesobek)
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A (VIM 228) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute statistickou analyacutezou naměřenyacutech hodnot veličiny ziacuteskanyacutech za
definovanyacutech podmiacutenek měřeniacute
Vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem B (VIM 229) ndash vyhodnoceniacute složky
nejistoty měřeniacute stanoveneacute jinyacutem způsobem než vyhodnoceniacute nejistoty měřeniacute způsobem A
Standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 230) ndash nejistota měřeniacute vyjaacutedřenaacute
jako směrodatnaacute odchylka
Kombinovanaacute standardniacute nejistota měřeniacute (VIM 231) ndash standardniacute nejistota
měřeniacute kteraacute je ziacuteskaacutena použitiacute individuaacutelniacutech standardniacutech nejistot měřeniacute přidruženyacutech ke
vstupniacutem veličinaacutem v modelu měřeniacute
Přesnost měřeniacute (VIM 213) ndash těsnost shody mezi naměřenou hodnotou veličiny
a pravou hodnotou naměřeneacute veličiny
Shrnutiacute pojmů 31
Chyba měřeniacute přesnost měřeniacute opakovatelnost měřeniacute standardniacute nejistoty
měřeniacute reprodukovatelnost měřeniacute
Otaacutezky 31
21 Co je to naacutehodnaacute chyba měřeniacute
22 Je stejnyacute měřiciacute systeacutem součaacutestiacute podmiacutenek pro dodrženiacute opakovatelnosti měřeniacute
23 Co je to nejistota měřeniacute
32 Chyby měřeniacute
Čas ke studiu 3 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat jednotliveacute chyby měřeniacute
Spočiacutetat naacutehodneacute chyby
Definovat naacutehodneacute rozděleniacute
Vyacuteklad
Nedokonalost metod měřeniacute našich smyslů omezenaacute přesnost měřiciacutech přiacutestrojů
proměnneacute podmiacutenky měřeniacute a dalšiacute vlivy způsobujiacute že měřeniacutem nemůžeme zjistit skutečnou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
32 Strojiacuterenskaacute metrologie
hodnotu fyzikaacutelniacute veličiny x0 Rozdiacutel skutečneacute a naměřeneacute hodnoty nazyacutevaacuteme absolutniacute
chybou měřeniacute Tato chyba maacute dvě složky ndash systematickou a naacutehodnou
Podle přiacutečin vzniku děliacuteme chyby do třiacute skupin
Systematickeacute chyby jsou způsobeny použitiacutem nevhodneacute nebo meacuteně vhodneacute měřiciacute
metody nepřesnyacutem měřidlem či měřiciacutem přiacutestrojem přiacutepadně osobou pozorovatele Tyto
chyby zkreslujiacute numerickyacute vyacutesledek měřeniacute zcela pravidelnyacutem způsobem buď jej za stejnyacutech
podmiacutenek vždy zvětšujiacute nebo vždy zmenšujiacute a to bez ohledu na počet opakovanyacutech měřeniacute
Často se navenek neprojevujiacute a lze je odhalit až při porovnaacuteniacute s vyacutesledky z jineacuteho přiacutestroje
Existujiacute i systematickeacute chyby s časovyacutem trendem způsobeneacute staacuternutiacutem nebo opotřebovaacuteniacutem
měřiciacuteho přiacutestroje
Přiacuteklady Při vaacuteženiacute ve vzduchu je v důsledku Archimeacutedova zaacutekona zjištěnaacute hmotnost
tělesa vždy menšiacute než skutečnaacute hmotnost pro tělesa jejichž hustota je menšiacute než hustota
zaacutevažiacute
Systematickaacute chyba vznikla zanedbaacuteniacutem vztlaku vzduchu a vhodnou korekciacute (korekce
na vakuum) ji lze odstranit Při měřeniacute napětiacute voltmetrem je změřeneacute napětiacute vždy menšiacute než
skutečneacute protože voltmetr nemaacute nekonečně velkyacute vnitřniacute odpor Systematickaacute chyba maacute
původ v konstrukci přiacutestroje a lze ji odstranit použitiacutem přiacutestroje s většiacutem vnitřniacutem odporem
Protože viacuteme z jakyacutech přiacutečin systematickeacute chyby vznikajiacute můžeme odhadnout jejich
velikost i znameacutenko a vyhodnoceniacutem jejich vlivu na vyacutesledek měřeniacute je dovedeme odstranit
(zavedeniacutem vhodneacute korekce)
Naacutehodneacute chyby ktereacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti i znameacutenka při opakovaacuteniacute
měřeniacute vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme předviacutedat
Naacutehodneacute chyby jsou popsaacuteny určityacutem pravděpodobnostniacutem rozděleniacutem
Systematickeacute chyby ovlivňujiacute spraacutevnost naacutehodneacute pak přesnost vyacutesledku
Hrubeacute chyby (označovaneacute jako vybočujiacuteciacute nebo odlehleacute hodnoty) jsou způsobeny
vyacutejimečnou přiacutečinou nespraacutevnyacutem zapsaacuteniacutem vyacutesledku naacutehlyacutem selhaacuteniacutem měřiciacute aparatury
nespraacutevnyacutem nastaveniacutem podmiacutenek pokusu apod Naměřenaacute hodnota se při opakovaneacutem
měřeniacute značně lišiacute od ostatniacutech hodnot Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby
nezkreslovalo vyacutesledek měřeniacute
321 Naacutehodneacute chyby
Na rozdiacutel od hrubyacutech a systematickyacutech chyb ktereacute můžeme spraacutevnou metodou
měřeniacute přesnyacutemi přiacutestroji a pečlivostiacute praacutece odstranit se naacutehodneacute chyby vyskytujiacute zcela
zaacutekonitě při každeacutem měřeniacute a nemůžeme je ovlivnit Na okolnostech měřeniacute zaacutevisiacute jak se ke
skutečneacute hodnotě veličiny přibliacutežiacuteme
Nekontrolovatelneacute vlivy ktereacute se při opakovaacuteniacute měřeniacute měniacute naacutehodně a nezaacutevisle na
vlivech kontrolovanyacutech jsou přiacutečinou vzniku naacutehodneacute chyby Vyacutesledkem měřeniacute je hodnota
veličiny xi kteraacute se od skutečneacute hodnoty x0 lišiacute Jejich rozdiacutel je chyba měřeniacute εi
εi = xi - x0
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
33 Strojiacuterenskaacute metrologie
Chybu εi nemůžeme nikdy stanovit můžeme ji pouze odhadnout
Chyba určenaacute jak o rozdiacutel naměřeneacute hodnoty a skutečneacute hodnoty veličiny se nazyacutevaacute
absolutniacute chyba Vyjadřujeme ji v jednotkaacutech veličiny Relativniacute chyba definovaacutena vztahem
ir i
0x
je veličinou bezrozměrnou Často se udaacutevaacute v
Naacutehodneacute chyby ktereacute při opakovaacuteniacute měřeniacute koliacutesajiacute naacutehodně co do velikosti
i znameacutenka vznikajiacute spolupůsobeniacutem velkeacuteho počtu naacutehodnyacutech vlivů ktereacute nemůžeme
předviacutedat Naacutehodneacute chyby se chovajiacute jak o naacutehodneacute veličiny a řiacutediacute se matematickyacutemi zaacutekony
počtu pravděpodobnosti Při velkeacutem počtu opakovanyacutech měřeniacute tak statistickeacute zaacutekonitosti
můžeme použiacutet k odhadu vlivu naacutehodnyacutech chyb na přesnost měřeniacute
322 Normaacutelniacute rozděleniacute
Předpoklaacutedejme že byl korigovaacuten vliv systematickyacutech chyb
Vezmeme-li v uacutevahu četnost s kterou je danaacute hodnota naměřena a vyneseme-li
do grafu zaacutevislost teacuteto četnosti na hodnotě veličiny zjistiacuteme že v přiacutepadě velkeacuteho počtu
měřeniacute n rarr infin (zaacutekladniacute soubor) bude křivka hladkaacute a rozděleniacute naměřenyacutech hodnot dokonale
symetrickeacute Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky (obraacutezek 31) Toto normaacutelniacute (tzv
Gaussovo) rozděleniacute vychaacuteziacute z předpokladu že
a) vyacuteslednaacute chyba každeacuteho měřeniacute je vyacutesledkem velkeacuteho počtu velmi malyacutech
navzaacutejem nezaacutevislyacutech chyb
b) kladneacute i zaacuteporneacute odchylky od skutečneacute hodnoty jsou stejně pravděpodobneacute
Funkce normaacutelniacuteho rozděleniacute se uvaacutediacute nejčastěji ve tvaru
2
0
2
( x x )1( x ) exp
22
kde σ 2 - rozptyl
σ - směrodatnaacute odchylka (průměrnaacute odchylka naměřeneacute hodnoty x od skutečneacute
hodnoty x0)
x - hodnota některeacuteho z nekonečneacute řady provedenyacutech měřeniacute
φ(x) - hustota pravděpodobnosti hodnot veličiny x
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
34 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 31- Gaussovo rozděleniacute
S pomociacute funkce φ (x) je možneacute určit pravděpodobnost tak aby naměřenaacute veličina
byla v určiteacutem intervalu (obraacutezek 32) Pokud
0
0
x 2
0
2
x
( x x )1exp dx 0683
22
pak pravděpodobnost že se naměřenaacute hodnota nachaacuteziacute v intervalu x0minusσ x0+σ je
683 v intervalu x0 plusmn 2σ je t o 95 mim o interval x0 plusmn 3σ bude pouze 3 promile hodnot
Obraacutezek 32 - Intervaly pravděpodobnosti
U souboru s konečnyacutem počtem měřeniacute (vyacuteběrovyacute soubor) můžeme ale mluvit jen
o nejpravděpodobnějšiacute hodnotě měřeneacute veličiny kteraacute se skutečneacute hodnotě bude bliacutežit Jak
o nejlepšiacute odhad skutečneacute hodnoty x0 použijeme aritmetickyacute průměr x z n naměřenyacutech hodnot
x1 x2hellip xn
n
i
i 1
1x x
n
kde n ndash počet měřeniacute
xi ndash hodnoty naměřenyacutech veličin (i = 12helliphellipn)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
35 Strojiacuterenskaacute metrologie
Jestliže zvětšujeme počet měřeniacute hodnota aritmetickeacuteho průměru se přibližuje
skutečneacute hodnotě (obraacutezek 33) Přesto nelze opakovanyacutem měřeniacutem dosaacutehnout libovolně
velkeacute přesnosti vyacutesledku
Miacuterou rozptylu v zaacutekladniacutem souboru je směrodatnaacute odchylka σ Rozptyl hodnot
vyacuteběroveacuteho souboru charakterizuje vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka s jednoho měřeniacute
n 2
i
iacute 1
x x
sn 1
S rostouciacutem počtem n měřeniacute se přesnost měřeniacute zvyšuje Proto pro opakovanaacute měřeniacute
zavaacutediacuteme vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho (vyacuteběroveacuteho) průměru s kteraacute
zaacutevisiacute na tom jak se od sebe lišiacute x0 a x (viz obraacutezek 33)
Obraacutezek 33 - Vliv počtu měřeniacute na hodnotu x
Plnaacute křivka znaacutezorňuje rozloženiacute hodnot x kolem skutečneacute hodnoty x0
zatiacutemco čaacuterkovaneacute křivky znaacutezorňujiacute rozloženiacute naměřenyacutech hodnot kolem aritmetickeacuteho
průměru Z obraacutezku 33 vyplyacutevaacute že s rostouciacutem n se hodnota aritmetickeacuteho průměru
přibližuje ke skutečneacute hodnotě x0 Vyacuteběrovou směrodatnou odchylku aritmetickeacuteho průměru
vypočteme ze vztahu
n 2
i
i 1
x x
sn n 1
323 Systematickeacute chyby
Systematickeacute chyby zkreslujiacute při opakovaneacutem měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek hodnotu
měřeneacute veličiny staacutele stejnyacutem způsobem Pokud bychom je chtěli vyloučit museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekce V laboratorniacutem cvičeniacute někdy nelze
tento požadavek splnit Proto provedeme odhad systematickyacutech chyb tak aby maximaacutelniacute
chyba kterou určiacuteme byla vždy většiacute nebo nejvyacuteše rovna chybě ktereacute se při měřeniacute
dopouštiacuteme Chyby ktereacute se podiacutelejiacute na systematickeacute chybě jsou způsobeny omezenou
přesnostiacute měřiciacutech přiacutestrojů a zařiacutezeniacute chybou metody a chybou pozorovatele
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
36 Strojiacuterenskaacute metrologie
Odhad chyby každeacuteho měřeniacute samozřejmě zaacutevisiacute na konkreacutetniacutech podmiacutenkaacutech pokusu
a experimentaacutelniacute zkušenosti pozorovatele Měřiacuteme-li např deacutelku jejiacutež velikost se nastavuje
splněniacutem některyacutech podmiacutenek pokusu vyskytne se při měřeniacute kromě chyby čteniacute na stupnici
ještě chyba v nastaveniacute kteraacute byacutevaacute zpravidla mnohem většiacute než chyba čteniacute Obdobně budou
chyby čteniacute na stupniciacutech elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů zanedbatelneacute vůči chybě zadaneacute
vyacuterobcem prostřednictviacutem třiacutedy přesnosti Z tohoto hlediska pozorovatel rovněž musiacute
posoudit zda jsou chyby čteniacute na stupnici menšiacute než možneacute chyby naacutehodneacute Pouze
v tomto přiacutepadě lze totiž měřeniacute opakovaacuteniacutem a statistickyacutem zpracovaacuteniacutem zpřesnit Naopak
dostaacutevaacuteme-li při opakovanyacutech měřeniacutech staacutele stejneacute hodnoty neznamenaacute to že měřiacuteme
přesně skutečnou hodnotu ale že chyba čteniacute na stupnici je mnohem většiacute než chyba naacutehodnaacute
a chybu měřeniacute musiacuteme odhadnout
Vyacuterobniacute uacutedaje
Vyacuterobniacutem uacutedajem o chybě je třiacuteda přesnosti u elektrickyacutech měřiciacutech přiacutestrojů
a odporovyacutech dekaacuted a vyacuterobniacute tolerance zaacutevažiacute odporů kapacit kondenzaacutetorů apod
U analogovyacutech (ručkovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů třiacuteda přesnosti určuje největšiacute přiacutepustnou
chybu se kterou přiacutestroj měřiacute Je zadanaacute v procentech rozsahu celeacute stupnice a představuje
absolutniacute chybu hodnoty změřeneacute při daneacutem rozsahu Třiacuteda přesnosti 15 na stupnici
voltmetru s rozsahem 60 V znamenaacute že každaacute hodnota změřenaacute na tomto rozsahu je
naměřena s absolutniacute chybou plusmn 09 v (15 z 60 V)
U digitaacutelniacutech (čiacuteslicovyacutech) měřiciacutech přiacutestrojů je maximaacutelniacute chyba udaacutevanaacute vyacuterobcem
stanovena ze dvou složek Jedna je zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute hodnoty a je vyjaacutedřena v
měřeneacute hodnoty Druhaacute je zaacutevislaacute buď na použiteacutem rozsahu anebo vyjaacutedřenaacute počtem jednotek
(digitů) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje na zvoleneacutem rozsahu
Vyacuterobce udaacutevaacute u měřiciacuteho přiacutestroje METEX M-3850 pro měřeniacute střiacutedaveacuteho napětiacute
v rozsahu 400 mV až 400 v největšiacute přiacutepustnou odchylku 08 z měřeneacute hodnoty
a 3 jednotky (digity) nejnižšiacuteho miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje Změřiacuteme napětiacute U = 497 V
Chyba z procentickeacuteho uacutedaje je (08100) middot 497 = 03976 V Uacutedaj tři jednotky nejnižšiacuteho
miacutesta čiacuteslicoveacuteho displeje znamenaacute chybu 03 V Celkovaacute chyba (03976 + 03) = 06976 v =
07 V Relativniacute chyba naměřeneacute hodnoty 07497 = 00140 tj 14
Vyacuterobniacute tolerance je rovněž uacutedaj o chybě Např vyacuterobniacute tolerance sady analytickyacutech
zaacutevažiacute 10-4
znamenaacute že každeacute zaacutevažiacute teacuteto sady maacute svoji hodnotu zatiacuteženu relativniacute chybou
001
Uacutedaj na odporu M 1 plusmn 15 znamenaacute že odpor maacute hodnotu 100 kΩ v meziacutech
tolerance plusmn 15 kΩ
Nemaacuteme-li k dispozici uacutedaje o přesnosti měřidla musiacuteme sami odhadnout maximaacutelniacute
chybu naměřeneacute hodnoty
Odhad chyb čteniacute na stupnici
V přesnosti čteniacute na stupnici přiacutestroje (měřidla) existujiacute jistaacute omezeniacute Čteniacute na
stupnici provaacutediacuteme tak abychom ziacuteskali c o nejpřesnějšiacute vyacutesledek Nejčastěji se ukazatel
velikosti měřeneacute veličiny na stupnici nekryje přiacutemo s žaacutednyacutem diacutelkem stupnice ale ležiacute např
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
37 Strojiacuterenskaacute metrologie
mezi k-tou a (k + 1) - niacute děliciacute čaacuterkou Čtenaacute hodnota je většiacute než k-diacutelků stupnice a menšiacute než
(k + 1) diacutelek Pro přesnějšiacute vyacutesledek velikost čteneacute hodnoty v desetinaacutech diacutelku odhadujeme
Řiacutediacuteme se přitom naacutesledujiacuteciacutemi empirickyacutemi zaacutesadami
a) je-li děleniacute stupnice husteacute a maacute-li děliciacute čaacuterky (rysky) tlusteacute (širokeacute) odhadujeme
alespoň poloviny diacutelků
b) jsou-li děliciacute čaacuterky dostatečně tenkeacute proti jejich vzdaacutelenostem je pravidlem
odhadovat desetiny nejmenšiacutech diacutelků stupnice
c) je-li stupnice opatřena desetinnyacutem noniem - pomocnou stupniciacute čteme přesně
desetiny diacutelku hlavniacute stupnice a odhadujeme poloviny desetin
d) maacute-li pomocnaacute stupnice n-tinoveacute děleniacute (n gt 10) čteme přesně n-tiny diacutelku hlavniacute
stupnice a odhadujeme poloviny n-tin
Čteniacutem na stupnici ziacuteskaacuteme čiacuteselnyacute uacutedaj o hodnotě měřeneacute veličiny s danyacutem počtem
platnyacutech cifer Posledniacute platnaacute cifra je neurčitaacute ziacuteskanaacute odhadem desetin diacutelku a je tedy již
zatiacutežena chybou měřeniacute
Při odhadu velikosti chyby čteniacute vychaacuteziacuteme z uvedenyacutech empirickyacutech pravidel
pro čteniacute na stupnici
a) odhadujeme-li při čteniacute polovinu diacutelku zaacutekladniacute stupnice je přiměřenyacute odhad
chyby 05 diacutelku
b) odhadujeme-li při čteniacute desetiny diacutelku přiměřenyacute odhad chyby činiacute 01 až 02
diacutelku
c) maacute-li stupnice pomocnou stupnici (nonius) je pravidlem odhadovat chybu na
polovinu zlomku (n-tiny) diacutelku kteryacute přečteme přesně
Přiacuteklady odhadu chyb pro některaacute měřidla jsou uvedeny v tabulce č 31
Tab 31 ndash Chyby nejběžnějšiacutech měřidel
Měřidlo Velikost
jednoho diacutelku
Počet diacutelků
pomocneacute
stupnice
Přesnost
čteniacute Přiacuteklad Odhad chyb
sklaacutedaciacute metr 1 mm - 1 mm 843 mm plusmn 1 mm
oceloveacute měřiacutetko 1 mm - 01 mm 1746 mm plusmn 02 mm
posuvneacute měřiacutetko 1 mm 10 005 mm 8365 mm plusmn 005 mm
mikrometr 05 mm 50 0005 mm 12115 mm plusmn 0005 mm
stopky 01 s 01 s 369 s plusmn 02 s
teploměr 02 ordmC - 01 ordmC 215 ordmC plusmn 01 ordmC
stupnice anal vah 1 d - 05 d 95 d plusmn 05 d
obchodniacute vaacutehy 5 g - 25 g 324 g plusmn 3 g
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
38 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů 32
Systematickeacute chyby hrubeacute chyby naacutehodneacute chyby normaacutelniacute (gaussovo)
rozděleniacute třiacuteda přesnosti
Otaacutezky 32
24 Co je nutneacute udělat s naměřenou hodnotou kteraacute je zatiacuteženaacute hrubou chybou
25 Daacute se naacutehodnaacute chyba čiacuteselně vyjaacutedřit
26 Čemu odpoviacutedaacute skutečnaacute hodnota při použitiacute normaacutelniacuteho rozděleniacute
27 Co je nutneacute udělat pokud chceme odstranit systematickou chybu měřeniacute
33 Nejistoty měřeniacute
Čas ke studiu 8 hodin
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Popsat druhy nejistot měřeniacute
Definovat pojmy z oblasti nejistot měřeniacute
Vyřešit přiacuteklady tyacutekajiacuteciacute se nejistot měřeniacute
Vyacuteklad
Zaacutekladniacutem parametrem vyacutesledku měřeniacute je nejistota měřeniacute Nejistota měřeniacute je
stanovena na zaacutekladě kvantifikace přiacutespěvku všech chyb měřeniacute (naacutehodnyacutech
i systematickyacutech) ktereacute mohou vyacutesledek měřeniacute vyacuteznamně zatiacutežit a v podstatě vymezuje
interval o němž se s určitou uacuterovniacute konfidence předpoklaacutedaacute že do něj vyacutesledek měřeniacute
padne Nejistota měřeniacute je neoddělitelnou součaacutestiacute jakeacutehokoliv vyacutesledku měřeniacute a hraje
vyacuteznamnou roli v přiacutepadech kdy se vyacutesledky měřeniacute vztahujiacute k nějakeacute mezniacute hodnotě
Precizniacute stanoveniacute nejistoty je nutnou součaacutestiacute spraacutevneacute laboratorniacute praxe a poskytuje
laboratořiacutem i jejich zaacutekazniacutekům velmi cennou informaci o kvalitě a spolehlivosti měřeniacute
nebo kvalitativniacuteho zkoušeniacute
Vyjaacutedřeniacute vyacutesledku měřeniacute je uacuteplneacute pouze tehdy pokud obsahuje jak vlastniacute hodnotu
měřeneacute veličiny tak i nejistotu měřeniacute patřiacuteciacute k teacuteto hodnotě Vyacutesledek měřeniacute s nejistotou
měřeniacute se uvaacutediacute ve tvaru
UyY
kde Y je měřenaacute veličina y je odhad měřeneacute veličiny a U je rozšiacuteřenaacute nejistota měřeneacute
veličiny uvedenaacute ve stejnyacutech jednotkaacutech
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
39 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejistota měřeniacute je parametr přidruženyacute k vyacutesledku měřeniacute kteryacute charakterizuje
rozptyl hodnot ktereacute by mohli byacutet důvodně přisuzovaacuteny k měřeneacute veličině
331 Druhy nejistot
V praxi se lze setkat se čtyřmi zaacutekladniacutemi druhy nejistot
Standardniacute nejistota typu A mezi složky nejistoty typu a patřiacute složky stanoveneacute na
zaacutekladě statistickeacuteho zpracovaacuteniacute opakovanyacutech měřeniacute Složky nejistoty typu a jsou
charakterizovaacuteny odhady rozptylů a směrodatnyacutech odchylek stanovenyacutech z opakovanyacutech
měřeniacute
Standardniacute nejistota typu B mezi složky nejistoty měřeniacute typu B patřiacute složky
stanoveneacute jinyacutemi prostředky než statistickyacutem zpracovaacuteniacutem opakovanyacutech měřeniacute Složky
nejistoty typu B jsou stanoveny z funkce hustoty pravděpodobnosti přisouzeneacute měřeneacute
veličině na zaacutekladě zkušenosti a dostupnyacutech informaciacute
Kombinovanaacute standardniacute nejistota v praxi se jen zřiacutedka vystačiacute s jedniacutem
nebo druhyacutem typem nejistoty samostatně Pak je zapotřebiacute stanovit vyacuteslednyacute efekt
kombinovanyacutech nejistot měřeniacute obou typů A i B Vyacuteslednaacute kombinovanaacute nejistota se potom
stanoviacute podle zaacutekona šiacuteřeniacute nejistot
Rozšiacuteřenaacute nejistota definuje interval okolo vyacutesledku měřeniacute v němž se s určitou
požadovanou uacuterovniacute konfidence naleacutezaacute vyacutesledek měřeniacute Rozšiacuteřenaacute nejistota se ziacuteskaacute
z kombinovaneacute standardniacute nejistoty vynaacutesobeniacutem přiacuteslušnyacutem koeficientem krytiacute zaacutevislyacutem na
požadovaneacute uacuterovni konfidence a na efektivniacutem počtu stupňů volnosti vyacutestupniacute měřeneacute
veličiny
Zdroje nejistot
Jako zdroje nejistot lze označit veškereacute jevy ktereacute nějakyacutem způsobem mohou ovlivnit
neurčitost jednoznačneacuteho stanoveniacute vyacutesledku měřeniacute a tiacutem vzdalujiacute naměřenou hodnotu od
hodnoty skutečneacute Na nejistoty působiacute vyacuteběr měřiacuteciacutech přiacutestrojů analogovyacutech
nebo čiacuteslicovyacutech použitiacute různyacutech filtrů vzorkovačů a dalšiacutech prostředků v celeacute trase přenosu
a uacutepravy měřiacuteciacuteho signaacutelu K nejistotaacutem velmi vyacuterazně přispiacutevajiacute rušiveacute vlivy prostřediacute v tom
nejširšiacutem slova smyslu
Mezi nejčastějšiacute zdroje nejistot patřiacute
nedokonalaacute či neuacuteplnaacute definice měřeneacute veličiny nebo jejiacute realizace
nevhodnyacute vyacuteběr přiacutestroje (rozlišovaciacute schopnost atd)
nevhodnyacute (nereprezentativniacute) vyacuteběr vzorků měřeniacute
nevhodnyacute postup při měřeniacute
zaokrouhleniacute konstant a převzatyacutech hodnot
linearizace aproximace interpolace nebo extrapolace při vyhodnoceniacute
neznaacutemeacute nebo nekompenzovaneacute vlivy prostřediacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
40 Strojiacuterenskaacute metrologie
nedodrženiacute shodnyacutech podmiacutenek při opakovanyacutech měřeniacutech
subjektivniacute vlivy obsluhy
nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů
Některeacute ze zdrojů nejistot se projevujiacute vyacutehradně či vyacuterazněji v nejistotaacutech
vyhodnocovanyacutech metodou typu A jineacute při použitiacute metody typu B Mnoheacute zdroje ale mohou
byacutet přiacutečinou obou skupin nejistot a zde praacutevě čiacutehaacute největšiacute nebezpečiacute v podobě opomenutiacute
jedneacute ze složek což může miacutet i velmi vyacuteraznyacute zkreslujiacuteciacute uacutečinek
Bilančniacute tabulka
Pro dobryacute přehled postupu stanovovaacuteniacute nejistot měřeniacute a jejich snadneacute kontrole se
vyacutepočty uspořaacutedaacutevajiacute do tzv bilančniacute tabulky
Tab 32 ndash Bilančniacute tabulka
Veličina
XqY
Odhad
xq y
Standardniacute
nejistota
uq(x)
Typ
rozděleniacute
Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute nejistotě
uq(y) nejistota u(y)
X1 x1 u1(x) podle situace A1 u1(y)
X2 x2 u1(x) A2 u2(y)
Xq xq uq(x) Aq uq(y)
Xm xm um(x) Am um(y)
Y y - - - u(y)
332 Postup při stanoveniacute nejistot
Obecnyacute metodickyacute postup pro stanoveniacute nejistot měřeniacute lze shrnout do několika kroků
jejichž schematickeacute znaacutezorněniacute je vidět na naacutesledujiacuteciacutem obraacutezku Tento postup může byacutet
přizpůsoben potřebaacutem podle specifik konkreacutetniacuteho řešeneacuteho uacutekolu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
41 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 34 - Scheacutema určeniacute nejistoty měřeniacute
Standardniacute nejistota typu A
Opakovanyacutem měřeniacutem veličiny X ziacuteskaacuteme n uacutedajů x1 x2 hellip xn Nejistota typu A se
v tomto přiacutepadě určiacute jako vyacuteběrovaacute směrodatnaacute odchylka vyacuteběroveacuteho průměru
n
i
ixAx xxnn
su1
2)()1(
1
kde vyacuteběrovyacute průměr x je
n
i
ixn
x1
1
Tyto vztahy platiacute pro počet opakovaacuteniacute měřeniacute n gt 10 Pokud tato podmiacutenka neniacute
splněna je pro vyacutepočet možneacute použiacutet vyacutesledky stejneacuteho měřeniacute (stejneacute veličiny při stejnyacutech
podmiacutenkaacutech) s většiacutem počtem opakovaacuteniacute )( 21 Ni xxxxnN Potom pro nejistotu
typu a platiacute vztah
n
Nuxx
Nnu Ax
N
i
iAx
1
2)()1(
1
kde Axu je rozptyl vyacuteběroveacuteho průměru x vypočiacutetaneacuteho z hodnot )1( Njx j
Standardniacute nejistota typu B
1 Vytipovaacuteniacute možnyacutech zdrojů nejistot typu B Z1 Z2 hellip Zm
Zdrojem nejistot při měřeniacute jsou nedokonalosti
použityacutech prostředků předevšiacutem rozsahů měřiacuteciacutech přiacutestrojů a převodniacuteků
použityacutech metod měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
42 Strojiacuterenskaacute metrologie
podmiacutenek měřeniacute předevšiacutem hodnot ovlivňujiacuteciacutech veličiny
konstant použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
vztahů použityacutech při vyhodnocovaacuteniacute
2 Určeniacute standardniacute nejistoty typu B každeacuteho zdroje
Převzetiacutem hodnot nejistot z technickeacute dokumentace certifikace kalibračniacute listy
technickeacute normy uacutedaje vyacuterobců použityacutech zařiacutezeniacute technickeacute tabulky tabulky
fyzikaacutelniacutech konstant
Odhadem standardniacute nejistoty nejprve se odhadne rozsah změn odchylek zmax od
nominaacutelniacute hodnoty veličiny zdroje nejistoty jejichž překročeniacute je maacutelo
pravděpodobneacute Posoudiacute se průběh pravděpodobnosti odchylek v tomto intervalu
a určiacute se nejvhodnějšiacute aproximace Standardniacute nejistota typu B spojenaacute
s tiacutemto zdrojem se určiacute ze vztahu
maxz
uBz
kde hodnota se převezme z tabulky podle zvoleneacute aproximace Hodnoty
odpoviacutedajiacute poměru
maxjz kde 2 je rozptyl přiacuteslušneacuteho rozděleniacute
Obr 35 - Druhy rozděleniacute při určovaacuteniacute Standardniacute nejistoty typu B
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
43 Strojiacuterenskaacute metrologie
3 Přepočet určenyacutech nejistot uzj na odpoviacutedajiacuteciacute složky nejistoty měřeneacute veličiny
Odhadnuteacute nejistoty z jednotlivyacutech zdrojů Zj se přenaacutešiacute do nejistoty neměřeneacute hodnoty
veličiny X a tvořiacute jejiacute složky uxzj ktereacute se vypočiacutetajiacute ze vztahu
zjzjxzjx uAu
kde Axzj jsou převodoveacute (citlivostniacute) koeficienty pro ktereacute platiacute vztah
j
zjxZ
XA
Pokud neniacute znaacutema zaacutevislost X = f (Z) je třeba stanovit koeficienty Axzj experimentaacutelně
změřeniacutem hodnoty xzj při maleacute změně zj a dosazeniacutem do vztahu
j
zj
zjxz
xA
V přiacutepadě že uzj je vyjaacutedřeneacute v hodnotaacutech měřeneacute veličiny bude Axzj = 1
4 Posouzeniacute možnosti korelaciacute mezi jednotlivyacutemi zdroji nejistot a v kladneacutem přiacutepadě
odhad hodnoty hodnot korelačniacutech koeficientů rzjk z intervalu lt-1 +1gt
5 Sloučeniacute jednotlivyacutech nejistot do vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B
Při přiacutemeacutem měřeniacute jedneacute veličiny existuje korelace mezi veličinami Zj
reprezentujiacuteciacutemi zdroje nejistot typu B vyacutejimečně se může vyskytnout u korelovanyacutech
ovlivňujiacuteciacutech veličin (např když ovlivňujiacuteciacute veličinou je teplota a relativniacute vlhkost vzduchu)
Proto se při stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B zpravidla použiacutevaacute Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
m
j
zjzjxBx uAu1
22
Kombinovanaacute nejistota
Sloučeniacute vyacuteslednyacutech nejistot obou typů do kombinovaneacute nejistoty se provede pomociacute
vztahu
22
ByAyCy uuu
kde uAy je nejistota typu A a uBy nejistota typu B
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota měřeniacute je daacutena vztahem
CyukU
kde k je koeficient rozšiacuteřeniacute a uCy je standardniacute nejistota měřeniacute
V přiacutepadech kdy lze usuzovat na normaacutelniacute (Gaussovo) rozděleniacute měřeneacute veličiny
a kdy standardniacute nejistota odhadu y je stanovena s dostatečnou spolehlivostiacute je třeba použiacutet
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
44 Strojiacuterenskaacute metrologie
standardniacute koeficient rozšiacuteřeniacute k = 2 Takto stanovenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95 Tyto podmiacutenky jsou splněny v mnoha přiacutepadech
se kteryacutemi se lze setkat při kalibraciacutech Předpoklad normaacutelniacuteho rozděleniacute může byacutet
v některyacutech přiacutepadech snadno experimentaacutelně potvrzen Avšak v přiacutepadech kde několik (tj
N 3) složek nejistoty odvozenyacutech z nezaacutevislyacutech veličin majiacuteciacutech rozděleniacute s běžnyacutem
průběhem (např normaacutelniacute nebo rovnoměrneacute rozděleniacute) srovnatelně přispiacutevaacute ke standardniacute
nejistotě odhadu y vyacutestupniacute veličiny jsou splněny podmiacutenky Centraacutelniacute limitniacute věty a lze tedy
předpoklaacutedat že rozděleniacute hodnot y je normaacutelniacute
Spolehlivost standardniacute nejistoty přiřazeneacute k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny je
určena jejiacutemi efektivniacutemi stupni volnosti Nicmeacuteně kriteacuterium spolehlivosti je dle dokumentu
EA-402 vždy splněno tehdy když žaacutednyacute z přiacutespěvků nejistoty určenyacute dle postupu
pro nejistotu typu A neniacute stanoven z meacuteně než deseti opakovanyacutech pozorovaacuteniacute
Pokud neniacute ani jedna z těchto podmiacutenek splněna (normalita rozděleniacute či dostatečnaacute
spolehlivost) může veacutest použitiacute standardniacuteho koeficientu rozšiacuteřeniacute k = 2 k rozšiacuteřeneacute hodnotě
nejistoty odpoviacutedajiacuteciacute pravděpodobnosti pokrytiacute menšiacute než 95 V těchto přiacutepadech je pak
nutneacute použiacutet jineacute postupy tak aby bylo zajištěno že uvedenaacute rozšiacuteřenaacute nejistota odpoviacutedaacute
stejneacute pravděpodobnosti pokrytiacute jako ve standardniacutem přiacutepadě Použitiacute přibližně shodneacute
pravděpodobnosti pokrytiacute je nezbytneacute v těch přiacutepadech kdy se porovnaacutevajiacute dva vyacutesledky
měřeniacute stejneacute veličiny tj např při vyhodnocovaacuteniacute mezilaboratorniacutech porovnaacuteniacute nebo při
rozhodovaacuteniacute o shodě se zadanou hodnotou
Dokonce i v přiacutepadech kdy lze předpoklaacutedat normaacutelniacute rozděleniacute je možneacute že
stanoveniacute standardniacute nejistoty odhadu vyacutestupniacute veličiny neniacute dostatečně spolehliveacute Pokud
neniacute možneacute zvyacutešit počet opakovanyacutech měřeniacute n nebo miacutesto postupu pro stanoveniacute nejistoty
typu A kteryacute vede k niacutezkeacute spolehlivosti standardniacute nejistoty použiacutet postup pro stanoveniacute
standardniacute nejistoty typu B je třeba použiacutet postup uvedenyacute v naacutesledujiacuteciacutem odstavci Ve
zbyacutevajiacuteciacutech přiacutepadech kdy nelze použiacutet předpokladu normaacutelniacuteho rozděleniacute je nutneacute stanovit
hodnotu koeficientu rozšiacuteřeniacute s ohledem na skutečnyacute tvar rozděleniacute odhadů hodnot vyacutestupniacute
veličiny tak aby jeho hodnota odpoviacutedala pravděpodobnosti pokrytiacute asi 95
Odvozeniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute z efektivniacuteho počtu stupňů volnosti
Odhad hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute k odpoviacutedajiacuteciacute daneacute pravděpodobnosti pokrytiacute
vyžaduje respektovaacuteniacute spolehlivosti stanoveniacute standardniacute nejistoty u(y) odhadu y hodnoty
vyacutestupniacute veličiny To znamenaacute respektovaacuteniacute toho jak dobře u(y) odhaduje směrodatnou
odchylku vztahujiacuteciacute se k vyacutesledku měřeniacute V přiacutepadě normaacutelniacuteho rozděleniacute je pro
směrodatnou odchylku miacuterou spolehlivosti efektivniacute počet stupňů volnosti zaacutevisejiacuteciacute na
velikosti souboru z ktereacuteho je stanovena hodnota směrodatneacute odchylky Obdobně je vhodnou
miacuterou spolehlivosti standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
jeho efektivniacute počet stupňů volnosti veff aproximovanyacute přiacuteslušnou kombinaciacute efektivniacutech
stupňů volnosti jednotlivyacutech přiacutespěvků k nejistotě ui(y)
Postup pro stanoveniacute patřičneacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute při splněniacute podmiacutenek
centraacutelniacute limitniacute věty se sklaacutedaacute z naacutesledujiacuteciacutech třiacute kroků
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
45 Strojiacuterenskaacute metrologie
1 Stanoveniacute standardniacute nejistoty vztahujiacuteciacute se k odhadu hodnoty vyacutestupniacute veličiny
2 Odhadu efektivniacute stupně volnosti veff standardniacute nejistoty u(y) vztahujiacuteciacute se k odhadu
y hodnoty vyacutestupniacute veličiny pomociacute Welch-Satterthwaitova vztahu
N
i i
i
eff
v
yu
yuv
1
4
4
)(
)(
kde ui(y) (i = 1 2 hellip N) definovanyacute vztahem )()( iii xucyu kde ci je koeficient
citlivosti odpoviacutedajiacuteciacute odhadu hodnoty xi vstupniacute veličiny je přiacutespěvek ke standardniacute nejistotě
vztahujiacuteciacute se k odhadu y hodnoty vyacutestupniacute veličiny kteryacute je stanoven ze standardniacutech nejistot
vztahujiacuteciacutech se k odhadům xi hodnot vstupniacutech veličin Tyto vstupniacute veličiny jsou považovaacuteny
za vzaacutejemně nezaacutevisleacute a vi je efektivniacute stupeň volnosti hodnoty standardniacute nejistoty ui(y)
Pro standardniacute nejistotu u(q) typu a stanovenou statistickou analyacutezou seacuterie pozorovaacuteniacute
je počet stupňů volnosti daacuten vztahem vi = n-1 Pro standardniacute nejistotu u(xi) typu B je určeniacute
počtu stupňů volnosti komplikovanějšiacute Běžně se však stanoveniacute provaacutediacute tak aby
nedošlo k jakeacutemukoliv podhodnoceniacute nejistoty Pokud jsou např pro hodnotu určiteacute veličiny
stanoveny horniacute a+ a dolniacute a- limity určujiacute se zpravidla tak aby pravděpodobnost toho že
hodnota veličiny ležiacute mimo interval danyacute těmito limity byla extreacutemně malaacute V tomto přiacutepadě
lze pak počet stupňů volnosti standardniacute nejistoty u(xi) považovat za bliacutežiacuteciacute se nekonečnu
(vi )
3 Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k dle tabulky 33 uvedeneacute niacuteže Tato tabulka vychaacuteziacute
z t-rozděleniacute pro pravděpodobnost pokrytiacute 9545 Pokud veff neniacute celeacute čiacuteslo
zaokrouhliacute se na nejbližšiacute nižšiacute celeacute čiacuteslo
Tab 33 - Stanoveniacute koeficientu rozšiacuteřeniacute k
veff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 rarr
k 1397 453 331 287 265 252 243 237 228 213 205 200
Shrnutiacute pojmů 33
Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute nejistota
rozšiacuteřenaacute nejistota
Otaacutezky 33
28 Co vymezuje nejistota měřeniacute
29 Patřiacute nepřesnost etalonů a referenčniacutech materiaacutelů mezi zdroje nejistot
30 Jakeacute maacuteme druhy nejistot
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
46 Strojiacuterenskaacute metrologie
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute průměru vaacutelečku posuvnyacutem měřiacutetkem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute průměru vaacutelečku pomociacute posuvneacuteho měřiacutetka
Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
di [mm] 801 802 801 799 800 802 801 799 800 801
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven vyacuteběroveacutemu průměru
naměřenyacutech hodnot
mmddi
i 068010
1 10
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mmdddui
iA 0340)()110(10
1)(
10
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute dvě složky chyba měřidla a chyba obsluhy
U obou těchto chyb se předpoklaacutedaacute rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute
Nejistota danaacute chybou posuvneacuteho měřiacutetka
Z certifikaacutetu vyplyacutevaacute že posuvneacute měřiacutetko maacute v intervalu měřenyacutech deacutelek (0 až 150)
mm zaacutekladniacute chybu rozlišeniacute 005 mm
Pro nejistotu typu B tohoto zdroje nejistoty potom platiacute
mmz
duB 02903
050
3)( max
1
Nejistota danaacute chybou obsluhy
Do teacuteto nejistoty je zahrnuta nedokonalost kolmeacuteho ustaveniacute měřidla vůči ose vaacutelce
koliacutesaacuteniacute siacutely stisku atd což je vše zahrnuto do celkoveacute osobniacute chyby s velikosti 01 mm
Nejistoty typu B tohoto zdroje je
mmz
duB 05803
10
3)( max
2
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
47 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se použije Gaussův zaacutekon šiacuteřeniacute
nejistot
mmdududu BBB 065005800290)()()( 222
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu a a vyacutesledneacute nejistoty typu B
mmdududu BAC 073006500340)()()( 2222
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
mmdukdU C 146007302)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute průměru vaacutelečku
mmd )1500680(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq d Odhad xq d
(mm)
Standardniacute
nejistota uq(d)
(mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě
uq(d)
nejistota u(d)
(mm)
d 80060 0034 normaacutelniacute 1 0034
měřidl o 1(d) 0000 0029 rovnoměrneacute 1 0029
obsluha 2(d) 0000 0058 rovnoměrneacute 1 0058
d 80060 - - - 0073
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute tyče pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka
Uacutekolem je stanovit deacutelku tyče l a přiacuteslušnou nejistotu měřeniacute Deacutelka tyče je 1400 mm
a měřeniacute je provedeno pomociacute přesneacuteho čaacuterkoveacuteho měřiacutetka deacutelky 2 m s děleniacutem po 1 mm
(přesnyacute svinovaciacute dvoumetr) Měřeniacute se opakuje desetkraacutet za stejnyacutech podmiacutenek Z certifikaacutetu
měřiacutetka vyplyacutevaacute že pro jeho tzv dovolenou chybu δdov = δ1 + δ2l kde δ1 je zaacutekladniacute chyba
představovanaacute nejmenšiacutem diacutelkem δ1 = 1 mm (rozlišovaciacute schopnost) Daacutele je vyacuterobce
definovanaacute dalšiacute složka chyby zaacutevislaacute na velikosti měřeneacute deacutelky δ2 = f(l) = 2 mmm Jineacute
vlivy jako působeniacute teploty apod se zanedbaacutevajiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
48 Strojiacuterenskaacute metrologie
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
li [mm] 1405 1403 1402 1400 1404 1406 1405 1404 1402 1404
Standardniacute nejistota typu A
Nejprve se určiacute odhad hodnoty měřeneacute veličiny kteryacute je roven aritmetickeacutemu průměru
podle vztahu
mm51403l10
1l
10
1i
i
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
mm5630s)l(ulA
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotu typu B maacute vliv jedinyacute zdroj ndash chyba měřidla δdov = δ1 + δ2l
což v tomto přiacutepadě znamenaacute konkreacutetně δdov = 1 + 2 14 = 38 mm U chyby δdov resp
intervalu kteryacute se rozprostře kolem odhadu hodnoty měřeneacute veličiny se předpoklaacutedaacute opět
rovnoměrneacute pravouacutehleacute rozděleniacute Pak platiacute
mm19723
83)l(uB
Standardniacute nejistota kombinovanaacute maacute potom tvar
mm2682)l(u)l(u)l(u 2
B
2
AC
a po zaokrouhleniacute
mm32)l(uC
Je vhodneacute nahradit nejistotu standardniacute nejistotou rozšiacuteřenou což ostatně odpoviacutedaacute
běžnyacutem zvyklostem oboru měřeniacute deacutelek Při použitiacute obvykleacute hodnoty koeficientu rozšiacuteřeniacute
kr = 2
mm64)l(uk)l(U Cr
Konečnyacute vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute deacutelky tyče je
mm)6451403(l
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
49 Strojiacuterenskaacute metrologie
Celyacute postup lze shrnout do naacutesledujiacuteciacute bilančniacute tabulky
Veličina Xq l Odhad xq l
(mm)
Standardniacute
nejistota
uq(l) (mm)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(l)
nejistota u(l)
(mm)
l 14035 06 normaacutelniacute 1 06
měřidlo 1(l) - 22 rovnoměrneacute 1 22
l 14035 - - - 23
Řešenyacute přiacuteklad
Měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
Uacutekolem je stanoveniacute nejistot měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem pomociacutem
odporoveacuteho teploměru PT 100 a PC s měřiacuteciacute kartou Advantech PCL-818H
Bylo provedeno 25 měřeniacute za stejnyacutech podmiacutenek
Naměřeneacute hodnoty
č m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ti [degC] 3857 3848 3857 3867 3867 3857 3886 3876 3848 3876
č m 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Ti [degC] 3886 3895 3876 3886 3876 3876 3886 3876 3876 3819
č m 21 22 23 24 25
Ti [degC] 3905 3924 3876 3677 3895
Standardniacute nejistota typu A
Vyacuteběrovyacute průměr naměřenyacutech hodnot
CTTi
i
673825
1 25
1
Standardniacute nejistota typu A je rovna vyacuteběroveacute směrodatneacute odchylce
vyacuteběroveacuteho průměru
CTTTui
iA
0890)()125(25
1)(
25
1
2
Standardniacute nejistota typu B
Na standardniacute nejistotě typu B se podiacutelejiacute naacutesledujiacuteciacute zdroje nejistot
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Doplňkovaacute chyba linearity sniacutemače
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
50 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutekladniacute chyba sniacutemače teploty
Zaacutekladniacute (maximaacutelniacute dovolenaacute) chyba sniacutemače je 03 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho
rozpětiacute Kalibračniacute rozpětiacute sniacutemače s převodniacutekem je (0 až 150) degC Platiacute tedy
CCzez 45015030max
Nejistota typu B toho zdroje je tedy
Cz
TuB 26003
450
3)( max
1
Doplňkovaacute chyba od teploty okoliacute
Tato chyba je 002 na 1 degC Koliacutesaacuteniacute teploty v laboratoři však po dobu měřeniacute
nepřekročil o 1 degC proto lze tuto složku nejistoty zanedbat
Doplňkovaacute chyba linearity převodniacuteku
Chyba linearity použiteacuteho převodniacuteku je 02 z nastaveneacuteho kalibračniacuteho rozpětiacute
CCzez 30015020max
Cz
TuB 17303
300
3)( max
2
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty (AD převodniacuteku)
Zaacutekladniacute chyba měřiacuteciacute karty je daacutena vyacuterobcem 002 of FSR 1 LSB což je
002 z naměřenyacutech hodnot hodnota nejnižšiacuteho platneacuteho bitu
CCzz 3
1max 1073476738020
Cz 03702
150122max
Czz
TuB
02603
0370107347
3)(
3
2max1max3
Vyacuteslednaacute standardniacute nejistota typu B
Pro stanoveniacute vyacutesledneacute standardniacute nejistoty typu B se opět použije Gaussův zaacutekon
šiacuteřeniacute nejistot
CTuTuTuTu BBBB 3130026017302600)()()()( 2222
3
2
2
2
1
Kombinovanaacute nejistota
Ziacuteskaacute se sloučeniacutem nejistoty typu A a vyacutesledneacute nejistoty typu B
CTuTuTu BAC 325031300890)()()( 2222
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
51 Strojiacuterenskaacute metrologie
Rozšiacuteřenaacute nejistota
Rozšiacuteřenaacute nejistota je daacutena vztahem
CTukTU C 650032502)()(
Vyacutesledek opakovaneacuteho měřeniacute teploty vzduchu proudiacuteciacuteho potrubiacutem
CT )6506738(
Bilančniacute tabulka
Veličina Xq T Odhad xq T
(degC)
Standardniacute
nejistota uq(T)
(degC)
Typ rozděleniacute Koeficient
citlivosti Aq
Přiacutespěvek ke
standardniacute
nejistotě uq(T)
nejistota u(T)
(degC)
T 3867 0089 normaacutelniacute 1 0089
Sniacutemač teploty
(zaacutekladniacute chyba) 000 0260 rovnoměrneacute 1 0260
Sniacutemač teploty
(chyba linearity) 000 0173 rovnoměrneacute 1 0173
AD převodniacutek 000 0026 rovnoměrneacute 1 0026
T 3867 - - - 0650
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
52 Strojiacuterenskaacute metrologie
4 VLASTNOSTI A ROZDĚLENIacute MĚŘIDEL
Metrologie v překladu znamenaacute bdquonauka o miacuteřeldquo Metrologie je vědniacute a technickaacute
discipliacutena kteraacute se zabyacutevaacute měřeniacutem měřiacuteciacutemi jednotkami měřiacuteciacutemi metodami technikou
měřeniacute spraacutevnostiacute měřeniacute měřidly a některyacutemi vlastnostmi osob provaacutedějiacuteciacutech měřeniacute V teacuteto
kapitole se budeme zabyacutevat měřidly kteraacute se použiacutevajiacute ve firmaacutech a jejich rozděleniacutem do
jednotlivyacutech kategoriiacute podle zaacutekona č 5051990 Sb a zaacutekon č 119200 Sb
41 Vlastnosti měřidel
Čas ke studiu 2 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Klasifikaci měřidel a měřiciacutech přiacutestrojů
Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
Co jsou to etalony
Vyacuteklad
Měřiciacutemi prostředky souhrnně rozumiacuteme
měřidla
měřiciacute převodniacuteky
pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
referenčniacute materiaacutely
Měřidlo je technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem naacutezvem
měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
Měřiciacute přiacutestroj je měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute celek
Klasifikace měřidel se daacute rozčlenit podle různyacutech kriteacuteriiacute
a) podle určeniacute
pracovniacute ndash určeneacute na měřeniacute hodnoty v laboratořiacutech ve vyacuterobě apod
etalony ndash jsou určeny na realizaci uchovaacuteniacute a reprodukovaacuteniacute jednotky Mohou
to byacutet zhmotněneacute miacutery měřiciacute přiacutestroje nebo měřiciacute systeacutemy (např etalon
hmotnosti 1 kg etalonovyacute ampeacutermetr etalonovaacute vodiacutekovaacute elektroda)
b) podle formy zaznamenaneacuteho uacutedaje
zobrazovaciacute ndash např ručičkovyacute ampeacutermetr posuvneacute měřidlo
zapisovaciacute ndash např zapisovaciacute spektrometr seismograf
c) podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
53 Strojiacuterenskaacute metrologie
analogoveacute ndash naměřeneacute uacutedaje jsou spojitou funkciacute měřeneacute veličiny
digitaacutelniacute (čiacuteslicoveacute) ndash naměřeneacute uacutedaje jsou ve formě hodnoty (čiacutesla)
d) podle druhu měřeneacute veličiny se speciaacutelniacutemi naacutezvy
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou metr ndash tachometr
s naacutezvem jednotky a přiacuteponou metr ndash ampeacutermetr
s naacutezvem veličiny a přiacuteponou měr ndash tlakoměr
s naacutezvem měřeneacuteho prostřediacute a přiacuteponou měr ndash plynoměr
jinak ndash stopky vaacutehy
e) podle styku s měřenou plochou
dotykoveacute ndash přichaacutezejiacute do přiacutemeacuteho kontaktu s měřenou plochou
bezdotykoveacute ndash nepřichaacutezejiacute do kontaktu s měřenou plochou
Měřiciacute přiacutestroj se sklaacutedaacute z viacutece čaacutestiacute Obsahuje seacuterii měřiciacutech prvků nebo soustavu
ktereacute tvořiacute draacutehu měřeneacute veličiny od vstupu až po vyacutestup Obecně se měřiciacute přiacutestroj sklaacutedaacute
z naacutesledujiacuteciacutech čaacutestiacute
1) sniacutemač ndash nazyacutevaacuteme teacutež senzor a je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute
měřenaacute veličina
2) zobrazovaciacute zařiacutezeniacute ndash je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu Může
byacutet analogovyacute nebo digitaacutelniacute popř kombinaciacute obou Samotneacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
může daacutele obsahovat
a) ukazatel ndash může byacutet pevnyacute nebo pohyblivyacute a jeho poloha vůči stupnici indikuje
naměřenou hodnotu
b) stupnice ndash uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
Charakteristickyacutemi prvky stupnice jsou
deacutelka stupnice ndash je to deacutelka pomyslneacute čaacutery ať skutečneacute nebo myšleneacute
kteraacute prochaacuteziacute středem všech nejmenšiacutech značek Může byacutet přiacutemaacute nebo
zakřivenaacute
diacutelek stupnice ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi dvěma sousedniacutemi
značkami stupnice
deacutelka diacutelku ndash vzdaacutelenost mezi libovolnyacutemi sousedniacutemi značkami
stupnice měřeneacute podeacutel čaacutery kteraacute určuje deacutelku stupnice
hodnota diacutelku ndash rozdiacutel mezi hodnotami stupnice dvou sousedniacutech
značek stupnice
3) zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute ndash je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
Zhmotněnaacute miacutera ndash je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo
poskytuje jednu nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny Můžeme sem zařadit např praviacutetko
s čaacuterkovou stupniciacute zaacutevažiacute koncovou měrku apod
Měřiciacute převodniacutek ndash je zařiacutezeniacute ktereacute naacutem umožňujiacute převod hodnot vstupniacute veličiny na
hodnoty vyacutestupniacute podle předem danyacutech zaacutekonitostiacute Miacutevajiacute specifickeacute naacutezvy jako zesilovač
transformaacutetor a patřiacute sem i analogoveacute převodniacuteky Jako přiacuteklad lze uveacutest termočlaacutenek
proudovaacute transformaacutetor pH elektroda atd
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
54 Strojiacuterenskaacute metrologie
Pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute ndash je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na
dosaacutehnutiacute přesnosti atd Nejsou to měřidla samotnaacute ani převodniacuteky ale jejich použitiacute
ovlivňuje vyacutesledek měřeniacute Sloužiacute zejmeacutena na udržovaacuteniacute měřenyacutech a ovlivňujiacuteciacutech veličin na
požadovanyacutech hodnotaacutech na ulehčeniacute a zkvalitněniacute měřeniacute apod
Referenčniacute materiaacutel ndash je materiaacutel nebo laacutetka jejiacutež jedna nebo viacutece z charakteristickyacutech
vlastnostiacute jsou dostatečně homogenniacute a určeneacute tak aby je bylo možneacute použiacutet na kalibraci
aparatury vyhodnoceniacute měřiciacute metody nebo určeniacute hodnot materiaacutelu Může to byacutet čistaacute laacutetka
nebo směs v plynneacutem kapalneacutem nebo pevneacutem stavu Rozšiacuteřeneacute jsou zejmeacutena v chemii a
hutniacutem průmyslu Pokud maacute certifikaacutet kteryacute zabezpečuje naacutevaznost nazyacutevaacuteme ho
certifikovanyacute referenčniacute materiaacutel
Sveacute specifickeacute miacutesto mezi všemi měřidly majiacute etalony Může to byacutet zhmotněnaacute miacutera
měřiciacute přiacutestroj referenčniacute materiaacutel nebo měřiciacute systeacutem Jejich uacutelohou je definovat realizovat
reprodukovat nebo uchovaacutevat jednotek fyzikaacutelniacutech veličin naacutesobku nebo podiacutelu hodnoty teacuteto
veličiny meacuteně přesnyacutem měřidlům Etalonem může byacutet pouze měřidlo ktereacute splniacute určiteacute
metrologickeacute požadavky Mezi hlavniacute patřiacute
fyzikaacutelniacute jevy nebo vlastnosti kteryacutemi se jednotka daneacute veličiny reprodukuje musiacute
byacutet dobře znaacutemeacute a podloženeacute precizně zpracovanou teoriiacute a experimentem
časovaacute stabilita
malaacute zaacutevislost na ovlivňujiacuteciacutech veličinaacutech
technika přenosu na dalšiacute měřidla musiacute byacutet fyzikaacutelně realizovatelnaacute
Měřidlo ktereacute plniacute funkci etalonu musiacute splňovat dalšiacute požadavky
použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na dalšiacute
měřidla
maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute přiacuteslušnou
dokumentaciacute
je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou metrologickou organizaciacute na zaacutekladě
vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se v určityacutech
intervalech opakuje
eviduje se jako etalon
použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami
uchovaacutevaacute se stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
Etalonů lze rozdělit podle několika kriteacuteriiacute
1) podle hierarchie
a) primaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute jsou určeneacute nebo všeobecně uznaneacute
jako etalony s nejvyššiacute metrologickou kvalitou Jejich hodnota se akceptuje bez
vztahu k jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Reprodukujiacute jednotku daneacute veličiny
s nejvyššiacute možnou přesnostiacute V hierarchii etalonů jsou na nejvyššiacutem miacutestě
Hodnota jednotky primaacuterniacuteho etalonu se určuje z definice jednotky V přiacutepadě
odvozenyacutech jednotek se může hodnota odvozovat od primaacuterniacuteho etalonu
Primaacuterniacute etalony nemusiacute miacutet pro různeacute rozsahy hodnot stejnou přesnost
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
55 Strojiacuterenskaacute metrologie
Existuje ovšem hodnota nebo rozsah hodnot pro kterou maacute primaacuterniacute etalon
nejvyššiacute přesnost ndash tento etalon se někdy nazyacutevaacute primaacuterniacute etalon jednotky
Sestavu primaacuterniacutech etalonů nazyacutevaacuteme primaacuterniacute etalonovyacute řaacuted
b) sekundaacuterniacute etalony ndash jsou to etalony jejichž hodnota je určena porovnaacuteniacutem
s primaacuterniacutem etalonem stejneacute veličiny
2) podle oblasti použitiacute
a) referenčniacute etalony ndash jsou to etalony ktereacute uchovaacutevajiacute hodnotu jednotky na
přiacuteslušneacute uacuterovni a reprodukujiacute ji na etalony nižšiacutech řaacutedů Tyto etalony majiacute
obecně nejvyššiacute metrologickou kvalitu v daneacute firmě
b) pracovniacute etalony ndash použiacutevajiacute se běžně pro kalibraci kontrolu nebo ověřovaacuteniacute
pracovniacutech měřidel Tyto etalony se kalibrujiacute zkoušiacute nebo ověřujiacute pomociacute
referenčniacutech etalonů
c) porovnaacutevaciacute etalony ndash použiacutevajiacute se jako prostředek při porovnaacuteniacute etalonů mezi
sebou nebo s pracovniacutemi měřidly
d) přenosneacute etalony (cestovniacute) ndash jsou určeny na přepravu mezi různyacutemi miacutesty
Mimo tohoto rozděleniacute lze ještě etalony rozdělit na
a) mezinaacuterodniacute ndash jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad
na určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
b) naacuterodniacute ndash jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny Za naacuterodniacute etalony jsou
zpravidla prohlaacutešeny primaacuterniacute etalony
Shrnutiacute pojmů
Měřiciacute prostředky měřiciacute přiacutestroj zhmotněnaacute miacutera etalon měřidlo klasifikace
měřidel
Otaacutezky 41
31 Co jsou to měřiciacute prostředky
32 Jak děliacuteme měřidla dle určeniacute
33 Jak děliacuteme měřidla podle zaznamenaneacuteho uacutedaje
34 Jak děliacuteme měřidla podle charakteru zaznamenaneacuteho uacutedaje
35 Jak děliacuteme měřidla podle měřeneacute veličiny
36 Jak děliacuteme měřidla dle styku s měřiciacute plochou
37 Z čeho se sklaacutedaacute měřiciacute přiacutestroj
38 Co je to sniacutemač
39 Co je to zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
40 Co je to ukazatel
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
56 Strojiacuterenskaacute metrologie
41 Co je to stupnice
42 Z čeho se sklaacutedaacute zobrazovaciacute zařiacutezeniacute
43 Co je to zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
44 Co je to zhmotněnaacute miacutera
45 Co je to měřiciacute převodniacutek
46 Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
47 Co je to referenčniacute materiaacutel
48 Jakeacute požadavky musiacute splňovat etalon
49 Jakeacute znaacuteme etalony podle hierarchie
50 Jakeacute znaacuteme etalony podle oblasti použitiacute
51 Co je to mezinaacuterodniacute etalon
52 Co je to naacuterodniacute etalon
53 Co je to měřidlo
54 Co je to měřiciacute přiacutestroj
55 Jakyacute je rozdiacutel mezi měřidlem a měřiciacutem přiacutestrojem
42 Rozděleniacute měřidel
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Rozděleniacute měřidel podle několika hledisek
Vyacuteklad
Měřidla můžeme rozdělit podle různyacutech hledisek
dle způsobu měřeniacute
o měřidla se staacutelou hodnotou
o mezniacute měřidla
o stupnicoveacute měřiciacute prostředky
dle třiacutedy přesnosti
o etalony - s maximaacutelně dosažitelnou přesnosti
o zaacutekladniacute měřidla
o laboratorniacute měřidla
o provozniacute měřidla
dle uacutečelu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
57 Strojiacuterenskaacute metrologie
o měřeniacute deacutelky
o měřeniacute uhlů
o měřeniacute a kontrola zaacutevitů
o měřeniacute a kontrola ozubenyacutech kol
o měřeniacute tvarů
o měřeniacute odchylek tvaru a polohy
o měřeniacute drsnosti povrchu
o na speciaacutelniacute měřeniacute
dle převodu použiteacuteho na zvětšeniacute měřenyacutech veličin
o s převodem mechanickyacutem
o s převodem elektrickyacutem
o s převodem pneumatickyacutem
o s převodem optickyacutem
o s převodem kombinovanyacutem
dle toho zda se měřiciacute dotyk dotyacutekaacute měřeneacute plochy při měřeniacute nebo ne
o měřidla dotykoveacute
o měřidla bezdotykoveacute
dle počtu měřenyacutech souřadnic
o jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (posuvneacute měřiacutetko)
o dvousouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (měřiacuteciacute mikroskop)
o třiacutesouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy (třiacutesouřadnicoveacute měřiacuteciacute stroje)
V dalšiacutech kapitolaacutech se budeme zabyacutevat pouze měřeniacutem deacutelky a uacutehlů jelikož je tato
oblast velmi rozsaacutehlaacute a rozsah studijniacute opory omezen Měřeniacutem dalšiacutech veličin se budeme
zabyacutevat v dalšiacutech studijniacutech oporaacutech
Shrnutiacute pojmů
Klasifikace měřidel třiacutedy přesnosti způsob měřeniacute převod měřidla uacutečel měřeniacute
počet měřenyacutech souřadnic
Otaacutezky 42
56 Jak děliacuteme měřidla podle způsobu použitiacute
57 Jak děliacuteme měřidla podle přesnosti
58 Jak děliacuteme měřidla podle uacutečelu
59 Jak děliacuteme měřidla podle převodu
60 Jak děliacuteme měřidla podle počtu měřenyacutech souřadnic
61 Co řadiacuteme mezi jednosouřadnicoveacute měřiciacute systeacutemy
62 Co řadiacuteme mezi dvousouřadnicoveacute systeacutemy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
58 Strojiacuterenskaacute metrologie
5 MĚŘENIacute DEacuteLEK
51 Měřidla na principu posuvneacutem
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak fungujiacute posuvnaacute měřidla
Jakeacute jsou typy posuvnyacutech měřidel
Jak měřiacute posuvnaacute měřidla a s jakyacutemi přesnostmi
Vyacuteklad
511 Posuvneacute měřidlo
Posuvneacute měřidla (obr 51) jsou jednoducheacute ručniacute měřidla pro zjišťovaacuteniacute deacutelkovyacutech
rozměrů součaacutestiacute Je jimi možneacute měřit vnějšiacute i vnitřniacute rozměry hloubky nebo osazeniacute
Standardniacute posuvneacute měřidlo pracuje na principu nonia Princip odečiacutetaacuteniacute měřeneacute hodnoty
v mezipolohaacutech využiacutevajiacuteciacute nonius vynalezl v roce 1631 francouzskyacute matematik Pierre
Vernier
Desetinovyacute (110) nonius je stupnice dlouhaacute 9 mm popř 19 mm rozdělenaacute na 10
stejnyacutech diacutelků Poloha počaacutetečniacute nonioveacute rysky ukazuje na hlavniacute stupnici počet celyacutech
milimetrů a ryska nonia kteraacute je ztotožněnaacute s některou ryskou hlavniacute stupnice označuje počet
desetin milimetru Podobneacute je to při použitiacute nonia s děleniacutem 120 nebo 150 ktereacute se použiacutevajiacute
nejčastěji Z toho vyplyacutevaacute že posuvneacute měřidlo s desetinovyacutem noniem maacute hodnotu
nejmenšiacuteho diacutelku 01 mm při dvacetinoveacutem je to 005 mm a při padesaacutetinoveacutem 002 mm
Tedy napřiacuteklad nelze hodnotu 1988 změřit na posuvneacutem měřidle s děleniacutem120
Hlavniacute rozměry a konstrukce posuvnyacutech měřidel jsou určeneacute normami Rozsah
stupnice měřidel byacutevaacute převaacutežně v rozmeziacute od (0-100) mm až po (0-4000) mm
Posuvneacute měřidlo se sklaacutedaacute z dvou hlavniacutech čaacutestiacute
pevneacute čaacutesti obdeacutelniacutekoveacuteho průřezu s hlavniacute milimetrovou stupniciacute a pevnou čelistiacute
pohybliveacute čaacutesti s čelistiacute a noniovou stupniciacute
Od osmdesaacutetyacutech let 20 stoletiacute se začali použiacutevat digitaacutelniacute posuvneacute měřidla (viz obr
52) kde nonius nahradil inkrementaacutelniacute sniacutemač a čiacuteslicovyacute displej (nejčastěji s rozlišeniacutem 001
mm)
Posuvnaacute měřidla se zpravidla vyraacutebiacute z nelegovanyacutech nebo nerezavějiacuteciacutech oceliacute Čelisti jsou
tvrzeneacute Tolerance rovinnosti a přiacutemosti dosahuje 10 microm rovnoběžnost je v toleranci 15 microm
Na kalibraci se použiacutevajiacute koncoveacute měrky
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
59 Strojiacuterenskaacute metrologie
a) b)
a) všeobecneacute scheacutema měřidla b) zvětšenyacute nonius
Obraacutezek 51 ndash Univerzaacutelniacute posuvneacute měřidlo
1 ndash měřiciacute plochy pro vnějšiacute rozměry 2 ndash nožoveacute plochy pro vnitřniacute rozměry
3 ndash měřiciacute plochy pro měřeniacute hloubky 4 ndash hlavniacute stupnice 5 ndash nonius 6 ndash pevneacute měřiciacute
rameno 7 ndash pohybliveacute měřiciacute rameno 8 ndash posuvnaacute čaacutest 9 ndash přiacuteložniacutek 10 ndash tyčka na měřeniacute
hloubek 11 ndash zajištěniacute proti pohybu [Technickeacute meranie modul 12]
Obraacutezek 52 ndash Digitaacutelniacute posuvneacute měřidlo [wwwwhpcz]
a) b) c)
Obraacutezek 53 ndash Měřeniacute vnějšiacuteho rozměru (a) vnitřniacuteho rozměru (b) a hloubky (c)
[wwwtukesksmetrologia]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
60 Strojiacuterenskaacute metrologie
512 Hloubkoměr a vyacuteškoměr
Vyacuteškoměry (obr 5 4) a hloubkoměry (obr 55) jsou deacutelkovaacute měřidla speciaacutelně
určenaacute na měřeniacute vyacutešky nebo hloubky draacutežek součaacutestiacute V povedeniacute s noniovou stupniciacute se
odečiacutetaacute stejně jako na posuvneacutem měřidle rozdiacutel je jen v konstrukci Vyacuteškoměr maacute zaacutekladniacute
desku na ktereacute je upevněno pevneacute měřidlo s milimetrovou stupniciacute Na tomto měřidle se
pohybuje posuvnaacute čaacutest kteraacute je potřeba ramenem na měřeniacute vyacutešky Použiacutevajiacute se takeacute
vyacuteškoměry s rameny upravenyacutemi jako hroty na oryacutesovaacuteniacute tzv naacutedrhy Hloubkoměry plniacute
podobnou funkci jako tyčka na měřeniacute otvorů a draacutežek na posuvneacutem měřidle
I vyacuteškoměry samozřejmě existujiacute v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 56) Vyacutehodou je
jednoducheacute odčiacutetaacuteniacute hodnot nulovaacuteniacute stupnice v libovolneacute poloze propojeniacute s PC a sběr
naměřenyacutech dat
Obraacutezek 54 ndash Posuvnyacute vyacuteškoměr [wwwivlcz]
Obraacutezek 55 ndash Posuvnyacute hloubkoměr [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
61 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 56 ndash Digitaacutelniacute vyacuteškoměr a hloubkoměr [wwwvltava2009cz]
Shrnutiacute pojmů
Posuvneacute měřidlo hloubkoměr vyacuteškoměr nonius
Otaacutezky 51
63 Co je to nonius
64 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute posuvneacute měřidlo
65 Jakeacute rozměry se dajiacute měřit posuvnyacutem měřidlem
66 Jakyacute nejmenšiacute diacutelek můžou miacutet mechanickaacute posuvnaacute měřidla
67 Co je to naacutedrh
52 Měřidla na principu mikrometrickeacuteho šroubu
Mikrometrickaacute měřidla jsou měřidla kteraacute využiacutevajiacute přesnyacute šroub s malyacutem stoupaacuteniacutem
tzv mikrometrickyacute šroub kteryacute polohuje měřiciacute doteky Diacuteky tomuto principu je
mikrometrickeacute měřidlo přesnějšiacute než posuvneacute měřidlo Princip je znaacutemyacute od 17 Stoletiacute ale až
Francouz Jean Louis Palmer dokaacutezal že jej lze využiacutet i pro přesnaacute měřeniacute rozměrů
Standardně se vyraacutebějiacute mikrometrickeacute šrouby v deacutelkaacutech 25 mm z důvodu dosaženiacute
přesnosti stoupaacuteniacute Proto jsou mikrometrickaacute měřidla odstupňovanaacute po 25 mm v rozsaziacutech (0-
25 mm) (25-50 mm) (50-75 mm) atd Existujiacute speciaacutelniacute mikrometrickaacute měřidla až do
rozměru 1 metr Pro přesneacute nastaveniacute se u mikrometrů nad 25 mm nachaacuteziacute kalibračniacute vaacuteleček
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
62 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mikrometr obsahuje standardně 2 stupnice Hlavniacute milimetrovou kteraacute je zpravidla na
objiacutemce mikrometru a rotačniacute kteraacute je na obvodě bubiacutenku a je většinou dělenaacute na 50 diacutelků
Bubiacutenek sloužiacute jako matice a stoupaacuteniacute zaacutevitu je 05 mm tzn že nejmenšiacute diacutelek měřidla je 001
mm Z toho plyne že pro posuv o 1 mm je potřebneacute otočit bubiacutenkem o 2 otaacutečky Pro ziacuteskaacuteniacute
vyššiacute přesnosti odečiacutetaacuteniacute může mikrometrickeacute měřidlo obsahovat i nonius
Většina mikrometrickyacutech měřidel obsahuje řehtačku kteraacute sloužiacute na vyvozeniacute vhodneacute
a stejnoměrneacute měřiciacute siacutely Při otaacutečeniacute bubiacutenku bez řehtačky může dojiacutet k deformaci měřeneacute
součaacutesti mezi dotyky přiacutepadně deformaci měřidla což může miacutet za naacutesledek ovlivněniacute
měřeniacute Řehtačka je v podstatě spojka kteraacute při vyvozeniacute většiacuteho tlaku než je dovolenyacute
přeskočiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute mikrometry
Jakeacute jsou druhy mikrometrickyacutech měřidel
S jakou měřiacute přesnostiacute mikrometry mechanickeacute a digitaacutelniacute
Vyacuteklad
521 Třmenovyacute mikrometr
Nejběžnějšiacutem mikrometrickyacutem měřidlem je třmenovyacute mikrometr na měřeniacute vnějšiacutech
rozměrů (obr 57) Existujiacute však i provedeniacute pro měřeniacute vnitřniacutech rozměrů (obr 58)
Samozřejmostiacute jsou mikrometry v digitaacutelniacutem provedeniacute (obr 59) a standardně měřiacute
s přesnostiacute až 0001 mm Mikrometry jsou konstruovaacuteny s vysokou tuhostiacute a jsou tepelně
izolovaacuteny pro eliminaci vlivu teploty rukou obsluhy
Obraacutezek 57 ndash Třmenovyacute mikrometr [wwwklzcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
63 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 58 ndash Vnitřniacute mikrometr [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 59 ndash Digitaacutelniacute mikrometr [wwwe-nastrojecz]
522 Mikrometrickyacute hloubkoměr a odpich
Jsou jistou modifikaciacute třmenoveacuteho mikrometru Pracujiacute na stejneacutem principu
mikrometrickeacuteho šroubu ale jsou určeny pro speciaacutelniacute měřeniacute hloubek otvorů a draacutežek ndash
hloubkoměry (obr 510) nebo velkyacutech otvorů ndash odpichy (obr 511) Dodaacutevajiacute se v sadě
s vyměnitelnyacutemi naacutestavci aby bylo možno měřit i velkeacute hloubkyprůměry Mohou byacutet i
digitaacutelniacute Při praacuteci s odpichem je nutneacute aby byl odpich v ose měřeneacuteho otvoru což vyžaduje
daacutevku zručnosti metrologa Jistou alternativou je použitiacute třiacutedotykoveacuteho mikrometru (obr
512) kteryacute maacute 3 ramena a zajistiacute tak spraacutevnou polohu v otvoru Nevyacutehodou je že se dodaacutevaacute
pouze pro uacutezkyacute rozsah měřenyacutech průměrů
Obraacutezek 510 ndash Mikrometrickyacute hloubkoměr [wwwsomexcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
64 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 511 ndash Mikrometrickyacute odpich včetně naacutestavců [wwwvltava2009cz]
Obraacutezek 512 ndash Třiacutedotykovyacute mikrometr (dutinoměr) [wwwmicrotescz]
Shrnutiacute pojmů
Třmenovyacute mikrometr odpich mikrometrickyacute hloubkoměr dutinoměr
Otaacutezky 52
68 Jakyacute je princip měřeniacute pomociacute mikrometrickyacutech měřidel
69 Co je to dutinoměr
70 Co je to mikrometrickyacute odpich
71 Jakyacute je nejmenšiacute diacutelek u mechanickyacutech mikrometrů
72 K čemu sloužiacute řehtačka
73 V jakyacutech rozsaziacutech se dodaacutevajiacute mikrometrickaacute měřidla
74 S jakou přesnostiacute měřiacute zpravidla digitaacutelniacute mikrometry
75 Může i mikrometr obsahovat nonius
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
65 Strojiacuterenskaacute metrologie
53 Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jak pracujiacute čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
Jakeacute jsou typy a s jakou přesnostiacute pracujiacute
Vyacuteklad
Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry (obr 513) jsou jednoducheacute měřiciacute přiacutestroje pro přesneacute
měřeniacute malyacutech vzdaacutelenostiacute Mimo pojmu čiacuteselniacutekovaacute uacutechylkoměr se použiacutevajiacute v praxi i pojmy
indikaacutetor nebo hovorově bdquohodinkyldquo Měřenyacute lineaacuterniacute pohyb je převeden transformačniacutem
mechanismem na rotačniacute pohyb ručičky indikaacutetoru Existujiacute různeacute typy převodu ndash ozubenyacute
paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute Čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry mohou byacutet jednootaacutečkoveacute
viacuteceotaacutečkoveacute nebo meacuteně než jednootaacutečkoveacute
V dnešniacute době se použiacutevajiacute i digitaacutelniacute uacutechylkoměry (obr 514) s čiacuteslicovyacutem displejem
Moderniacute digitaacutelniacute uacutechylkoměry s přenosem dat umožňujiacute rychleacute statistickeacute vyhodnoceniacute
naměřenyacutech dat což je oproti mechanickyacutem velkaacute vyacutehoda
Obraacutezek 513 ndash Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Obraacutezek 514 ndash Digitaacutelniacute čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr
[wwwvltava2009cz]
Protože uacutechylkoměry majiacute jen malyacute zdvih (u setinovyacutech je to 10 až 30 mm) použiacutevajiacute
se převaacutežně na komparačniacute (porovnaacutevaciacute) měřeniacute ve spojeniacute s tuhyacutem měřiciacutem stojanem Nula
je na stupnici posouvatelnaacute a proto je možneacute nastavit relativniacute nulu ve ktereacutekoliv poloze
dotyku
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
66 Strojiacuterenskaacute metrologie
Nejběžněji se můžeme setkat s uacutechylkoměry s nejmenšiacutem diacutelkem 001 mm vyraacutebiacute se
však i tisiacutecinoveacute (nejmenšiacute diacutelem 0001 mm) a přesnějšiacute Dotyky uacutechylkoměrů jsou
vyměnitelneacute a lze si vybrat z celeacute řady tvarů velikostiacute a deacutelek Dotyk se vybiacuteraacute zpravidla tak
aby byl bodovyacute dotyk s měřenou součaacutestiacute a je přitlačovaacuten silou kterou mu uděluje vratnaacute
pružina
Shrnutiacute pojmů
Čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr dotyk
Otaacutezky 53
76 S jakou přesnostiacute pracujiacutec čiacuteselniacutekoveacute uacutechylkoměry
77 Jak je převeden zdvih dotyku na ručičku ukazatele
78 Jakyacute by měl byacutet styk dotyku s měřenou součaacutestiacute
54 Kalibry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou druhy a typy kalibrů
Popis čaacutestiacute kalibru
Jak pracuje a jak se rozeznaacute dobryacute obrobek opravitelnyacute a neopravitelnyacute
zmetek
Vyacuteklad
Kalibry (obr 515 a 516) nezjišťujeme skutečnyacute rozměr ani odchylku od jmenoviteacute
hodnoty ale zjišťujeme zda je kontrolovanaacute součaacutest dobraacute opravitelnaacute nebo neopravitelnaacute
Kalibry se děliacute do 2 skupin
netolerančniacute ndash majiacute jen jeden tvar kteryacute se porovnaacutevaacute s kontrolovanyacutem kusem
tolerančniacute ndash majiacute dobrou stanu a zmetkovou stranu ktereacute sloužiacute pro kontrolu horniacuteho
(dolniacuteho) mezniacuteho rozměru hřiacutedele (diacutery) Kontrolovanyacute rozměr ležiacute v tolerančniacutem
poli pokud dobraacute strana projde a zmetkovaacute neprojde
V praxi se použiacutevajiacute 3 druhy kalibrů
diacutelenskeacute ndash požiacutevajiacute se ve vyacuterobě
přebiacuteraciacute ndash použiacutevajiacute se při přebiacuteraacuteniacute vyacuterobků zaacutekazniacutekem
porovnaacutevaciacute ndash pro kontrolu diacutelenskyacutech a přebiacuteraciacutech kalibrů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
67 Strojiacuterenskaacute metrologie
Aby bylo možně rozeznat na prvniacute pohled dobrou a zmetkovou stranu kalibru značiacute se
zmetkovaacute strana červenou barvou popř se zmetkovaacute strana zkracuje nebo se jiacute sraacutežiacute hrany
1 ndash dobraacute strana 2 ndash zmetkovaacute strana
Obraacutezek 515 Mezniacute kalibr na vnějšiacute rozměry [Technickeacute meranie modul 15]
a) b)
Obraacutezek 516 Mezniacute kalibr na vnitřniacute rozměry ndash vaacutelečkovyacute (a) plochyacute (b)
Postup při kontrole diacutery kalibrem
1) do diacutery se vsouvaacute dobraacute strana (kontroluje se jejiacute dolniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jako DMR ndash OK
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako DMR ndash opravitelnyacute zmetek
2) do otvoru se vsouvaacute zmetkovaacute strana (kontroluje se jejiacute horniacute mezniacute rozměr)
a) projde ndash rozměr je většiacute jak HMR ndash neopravitelnyacute zmetek
b) neprojde ndash rozměr je menšiacute jako HMR ndash OK
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
68 Strojiacuterenskaacute metrologie
Při přesneacutem měřeniacute je nutneacute braacutet na zřetel teplotu okoliacute protože ta maacute velkyacute vliv na
vyacutesledek měřeniacute Např kalibr s rozměrem 100 mm se může při delšiacutem drženiacute v ruce
prodloužit až o 0005 mm což by mohlo negativně ovlivnit měřeniacute a zvyacutešit zmetkovitost
Proto by se měl kalibr držet v ruce jen nevyhnutelnyacute čas pro měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Kalibr dobraacute strana zmetkovaacute strana jmenovityacute rozměr dolniacute mezniacute rozměr
horniacute mezniacute rozměr
Otaacutezky 54
79 Jak se označuje zmetkovaacute strana kalibru
80 Proč je důležitaacute teplota okoliacute a ruky při měřeniacute kalibry
81 Z jakyacutech čaacutestiacute se sklaacutedaacute kalibr
82 Jakeacute druhy kalibrů znaacuteme
55 Koncoveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to koncoveacute měrky a k čemu se použiacutevajiacute
Z jakyacutech materiaacutelů a v jakyacutech třiacutedaacutech přesnosti se vyraacutebějiacute
Vyacuteklad
Zaacutekladneacute (nebo takeacute koncoveacute) měrky (obr 517) zavedl na konci 19 stoletiacute Carl
Edvard Johansson Proto se pro koncoveacute měrky použiacutevaacute takeacute pojem Johanssonovy měrky
Zaacutekladniacute rovnoměrneacute nebo uacutehloveacute měrky jsou kovoveacute nebo keramickeacute hranoly
s garantovanyacutem přesnyacutem deacutelkovyacutem nebo uacutehlovyacutem rozměrem Zaacutekladniacute rovnoběžneacute měrky
majiacute rovnoběžně lapovaneacute plochy s minimaacutelniacutemi odchylkami rovnoběžnosti a rovinnosti mezi
kteryacutemi je garantovanaacute vzdaacutelenost několika desiacutetek nanometrů (podle třiacutedy přesnosti měrek)
Měrky (obr 517) se vyraacutebějiacute v sadaacutech s odstupňovanyacutemi rozměry Na sestaveniacute
určiteacuteho rozměru se měrky sklaacutedajiacute mezi sebou a vznikaacute tak blok měrek Měrky se spojujiacute
nasouvaacuteniacutem jedneacute měrky na druhou a adhezniacute siacutela je diacuteky vysokeacute rovinnosti a niacutezkeacute drsnosti
udržiacute při sobě Spojeniacute dvou měrek dokaacuteže odolat siacutele až 1000 N Při sestavovaacuteniacute měrek je
pravidlem že se danyacute rozměr sestavuje z co nejmenšiacuteho počtu měrek a měly by byacutet složeneacute
pouze na dobu nezbytně nutnou Oddělujiacute se podobně jako při sklaacutedaacuteniacute ndash obloukovyacutem
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
69 Strojiacuterenskaacute metrologie
posouvaacuteniacutem vůči sobě Nikdy se nesmiacute od sebe bdquoodlepovatldquo nebo odklaacutepět od sebe Může se
tiacutem znehodnotit povrch měrky Na obr 518 je uveden popis koncoveacute měrky
Obraacutezek 517 ndash Sada koncovyacutech měrek
a) b)
MA ndash označeniacute MF ndash měřiciacute plocha SF ndash bočniacute plocha AP ndash pomocnaacute rovinnaacute destička
Obraacutezek 518 ndash Popis koncoveacute měrky [Technickeacute meranie modul 12]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
70 Strojiacuterenskaacute metrologie
Materiaacutel měrek musiacute byacutet vysoce odolnyacute proti opotřebeniacute velmi tvrdyacute odolnyacute vůči
korozi (kovoveacute měrky se musiacute konzervovat) s malyacutem koeficientem tepelneacute roztažnosti a
s dobrou přilnavostiacute Nejčastěji se použiacutevaacute ocel 19 422 karbid wolframu nebo v posledniacute
době oxidickaacute keramika (nižšiacute tepelnaacute roztažnost a vyššiacute otěruvzdornost)
Zaacutekladniacute měrky se nejčastěji použiacutevajiacute jako etalony deacutelky a pro nastavovaacuteniacute a
ověřovaacuteniacute měřiciacutech prostředků Při jejich kontrole je nutneacute dbaacutet na středniacute deacutelku měrek
rovinnost a rovnoběžnost ploch Přesnost měrek je rozdělena do 4 kategoriiacute
K ndash kalibračniacute
0 ndash etalonoveacute
1 ndash použiacutevaneacute jako pracovniacute měřidlo nebo etalon
2 ndash diacutelenskeacute pro kontrolu posuvnyacutech měřidel mikrometrů nebo komparačniacute měřeniacute
Shrnutiacute pojmů
Koncoveacute měrky třiacutedy přesnosti adhezniacute siacutela
Otaacutezky 55
83 Jak se sklaacutedajiacute měrky
84 Jakou adhezniacute silou jsou měrky schopny držet u sebe
85 Proč držiacute měrky u sebe
86 Jakeacute jsou třiacutedy přesnosti koncovyacutech měrek
87 Z jakyacutech materiaacutelů se vyraacutebějiacute koncoveacute měrky
88 Jakeacute podmiacutenky musiacute splňovat materiaacutel koncovyacutech měrek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
71 Strojiacuterenskaacute metrologie
6 MĚŘENIacute UacuteHLŮ
Podle normy ISO 31-11993 se rovinnyacute uacutehel definuje jako poměr deacutelky vyseknuteacuteho
oblouku kružnice (se středem v uvedeneacutem bodě) k jeho poloměru Většinou se značiacute řeckyacutemi
piacutesmeny např α β γ ϑ ϕ apod Rovinnyacute uacutehel je tedy uacutehel mezi dvěma polopřiacutemkami
vedenyacutemi ze stejneacuteho bodu Jednotkou rovinneacuteho uacutehlu je radiaacuten použiacutevaacute se pro něj značka
rad
Radiaacuten je definovaacuten jako středovyacute uacutehel kteryacute přiacuteslušiacute oblouku o stejneacute deacutelce jako je
poloměr kružnice viz obr 61 Je to jednotkovyacute uacutehel při měřeniacute v obloukoveacute miacuteře V soustavě
SI se radiaacuten použiacutevaacute jako doplňkovaacute jednotka
Obraacutezek 61 ndash Definice jednotky pro rovinnyacute uacutehel
r ndash velikost uacutehlu v radiaacutenech α ve stupniacutech
Mimo teacuteto jednotky se použiacutevaacute i jednotka stupeň Stupeň (přesněji uacutehlovyacute stupeň)
jako uacutehlovaacute miacutera rovinneacuteho uacutehlu byacutevaacute značenaacute obvykle bdquodegldquo Může se dělit na uhloveacute minuty
(značka prime) a uhloveacute sekundy (značka Prime) mezi těmito jednotkami platiacute vztahy
1prime = (1 60)deg
1Prime = (1 60) prime = (1 3600)deg
Norma ISO 31-1 1993 doporučuje aby se stupeň dělil dekadicky než by se měl dělit
na minuty a sekundy
Definice α = (r ∙ 180deg) π
1deg = (π 180deg) rad asymp 1745 x 10-2
rad
1rad = (180deg π) asymp 57296deg asymp 57deg17prime 45Prime
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
72 Strojiacuterenskaacute metrologie
61 Principy měřeniacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
Jak se rozdělujiacute metody měřeniacute uacutehlů
Vyacuteklad
Měřeniacute uacutehlů je obecně naacuteročnějšiacute než měřeniacute deacutelkovyacutech rozměrů Volba měřiciacute
metody v praxi zaacutevisiacute od způsobů definice uacutehlu od požadavků kladenyacutech na přesnost měřidla
od různorodosti měřenyacutech objektů apod V zaacutesadě jsou všechny metody měřeniacute uacutehlů
založeny na porovnaacuteniacute měřeneacuteho uacutehlu s určityacutem znaacutemyacutem uacutehlem nebo se měřiacute veličina (např
deacutelka) kteraacute je s měřenyacutem uacutehlem ve funkčniacute vazbě
Z praktickeacuteho hlediska rozdělujeme metody měřeniacute uacutehlů do dvou skupin
přiacutemeacute metody
nepřiacutemeacute (trigonometrickeacute) metody
Přiacutemeacute metody ndash porovnaacutevaacute se velikost uacutehlu se znaacutemou hodnotou měrky nebo
uacutehloměrnou stupniciacute Uacutehloměrnaacute stupnice je v kruhoveacute miacuteře nebo jejiacute čaacutestiacute a byacutevaacute součaacutestiacute
měřiciacuteho přiacutestroje Nejistota měřeniacute zaacutevisiacute na dovoleneacute chybě uacutehloveacute měrky a od určeniacute
uacutechylky měřeneacuteho objektu Většinou se využiacutevajiacute mechanickaacute nebo optickeacute měřidla
V některyacutech přiacutepadech se použiacutevaacute pomocneacute měřidlo např čiacuteselniacutekovyacute uacutechylkoměr Přiacutemeacute
metody jsou kvůli sveacute jednoduchosti nejrozšiacuteřenějšiacute
Mezi přiacutemaacute měřidla můžeme zařadit
uhloveacute měrky
uhelniacuteky
uacutehloměry
vodovaacutehy
profilprojektory
Nepřiacutemeacute metody (trigonometrickeacute) - využiacutevajiacute zaacutevislosti platneacute v goniometrickyacutech
funkciacutech Principem je měřeniacute jinyacutech veličin a neznaacutemyacute uacutehel se vypočiacutetaacute z goniometrickyacutech
funkciacute (sinus cosinu tangent a kotangent) Měřeniacutem pomociacute trigonometrickyacutech metod lze
dosaacutehnout niacutezkeacute nejistoty měřeniacute
Mezi měřidla na tomto principu můžeme zařadit
sinusoveacute praviacutetko
tangentoveacute praviacutetko
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
73 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek uacutehloměr uacutehloveacute měrky vodovaacutehy profilprojektory sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 61
89 Jakeacute jsou metody měřeniacute uacutehlů
90 Jakaacute měřidla řadiacuteme mezi přiacutemeacute metody měřeniacute uacutehlů
91 Na jakeacutem principu pracujiacute trigonometrickeacute metody
62 Uacutehelniacuteky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehelniacuteků a jak se s nimi měřiacute
Vyacuteklad
Uacutehelniacuteky jsou jednoducheacute uacutehloveacute měrky na měřeniacute uacutehlu Nejčastěji byacutevajiacute s uacutehlem
90deg ale vyraacutebějiacute se i pod uacutehlem 30deg 45deg 120degapod Jednaacute se o nenastavitelnaacute měřidla kteraacute
se dodaacutevajiacute v různyacutech velikostech a vyhotoveniacutech Použiacutevajiacute se na kontrolu kolmosti a na
oryacutesovaacuteniacute Jejich přesnost se definuje jako odklon ramena určiteacute deacutelky od absolutniacute velikosti
jmenoviteacuteho uacutehlu Vyraacutebějiacute se ve 4 třiacutedaacutech přesnosti V technickeacute praxi se využiacutevajiacute různeacute
tvary uacutehelniacuteků Podle konstrukce se děliacute na
plocheacute
přiacuteložneacute
nožoveacute
kontrolniacute
s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy
jineacute
Plochyacute uhelniacutek ve tvaru L (viz obr 62 a) patřiacute mezi nejčastěji použiacutevaneacute a sloužiacute
na kontrolu a oryacutesovaacuteniacute
Přiacuteložnyacute uhelniacutek je velmi přesnyacute obsahuje přiacuteložnou čaacutest kteraacute pomaacutehaacute při zpřesněniacute
kontroly a to tak že se přiacuteložnaacute čaacutest přiložiacute na doraz k měřeneacute součaacutesti (viz obr 62 b)
Nožovyacute uhelniacutek (viz obr 62 c) se použiacutevaacute na přesnou kontrolu Průsvitem je možneacute
kontrolovat odchylky kolmosti a lze jiacutem kontrolovat i broušeneacute plochy Nožoveacute hrany jsou
broušeneacute a lapovaneacute jsou kaleneacute a bez vnitřniacutech pnutiacute Vyraacutebějiacute se z nerezoveacute oceli
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
74 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kontrolniacute uhelniacutek je tužšiacute jako diacutelenskyacute vyraacutebiacute se z perličkoveacute litiny a např při deacutelce
300 mm maacute povolenou odchylku pouze plusmn 001 mm
Ramena pravouacutehlyacutech uacutehelniacuteků musiacute byacutet kolmaacute i v poloze otočeneacute o 90deg Měřeniacute
kolmosti a zaacuteroveň rovinnosti se kontroluje průsvitem světla mezi ostřiacutem uacutehelniacuteku a měřenyacutem
předmětem Dovolenaacute odchylka kolmosti uacutehelniacuteku se udaacutevaacute vždy vzhledem k daneacute vyacutešce
ramene Např diacutelenskyacute uacutehelniacutek maacute dovolenou odchylku plusmn005 mm na deacutelce 300 mm
K měřeniacute uacutehlů se využiacutevaacute i jinyacutech uacutehelniacuteků ktereacute se lišiacute tvarem přesnostiacute materiaacutelem
cenou apod
a) b) c) d)
Obraacutezek 62 - Uacutehelniacuteky [wwwmeridla-nastrojecz]
a) plochyacute b) přiacuteložnyacute c) nožovyacute d) pod uacutehlem 45deg
Shrnutiacute pojmů
Uacutehelniacutek nožovyacute přiacuteložnyacute plochyacute kontrolniacute
Otaacutezky 62
92 Jakeacute znaacuteme druhy uacutehelniacuteků
93 Kteryacute z uacutehelniacuteků je nejpřesnějšiacute
63 Uacutehloměry
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
Na jakeacutem principu pracujiacute
Jak se s nimi měřiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
75 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Mechanickeacute uacutehloměry patřiacute k zaacutekladniacutemu vybaveniacute zaacutemečnickyacutech diacutelen Pro svoji
univerzaacutelnost jsou využiacutevaneacute při nastavovaacuteniacute a oryacutesovaacuteniacute uacutehlů Na běžneacute měřeniacute postačiacute
plocheacute uacutehloměry s jednoduchyacutem provedeniacutem ktereacute majiacute děleneacute stupnice od 0degdo 180deg popř
až do 360deg Děleniacute stupnice byacutevaacute většinou s krokem 30acute Můžeme sem zařadit mechanickeacute a
digitaacutelniacute uacutehloměry kdy se lišiacute odčiacutetaacuteniacutem naměřenyacutech vyacutesledků ndash manuaacutelně nebo digitaacutelně
Univerzaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 a) maacute schopnost změřit libovolnyacute uacutehel s nejistotou
menšiacute než 5acute Sklaacutedaacute se z pevneacuteho a pohybliveacuteho praviacutetka Na pevneacutem rameni je pod pravyacutem
uacutehlem umiacutestěn pevnyacute kotouč rozdělenyacute 4x po 90deg po 1deg Hrany ramena uacutehloměru jsou
rovnoběžneacute s nulovyacutemi ryskami stupnice na tomto kotouči Pevneacute a pohybliveacute rameno se
těsně přiklaacutedajiacute k měřeneacute ploše a jejich spraacutevneacute uloženiacute se kontroluje průsvitem Naměřenyacute
uacutehel se odečiacutetaacute na stupnici (nonius) kteraacute je součaacutestiacute pohybliveacuteho kotouče Pohyblivyacute kotouč
se otaacutečiacute kolem osy pevneacuteho kotouče a po nastaveniacute uacutehlu se zafixuje maticiacute Přiacuteklady měřeniacute a
použitiacute univerzaacutelniacuteho uacutehloměru jsou na obr 64
Digitaacutelniacute uacutehloměr (viz obr 63 b) maacute na pevneacutem rameni uloženou elektronickou
sniacutemaciacute jednotku kteraacute pomociacute naklaacutepěniacute umožňuje měřeniacute ve stupniacutech a minutaacutech nebo
v desetinneacute soustavě Uacutehly se vyhodnocujiacute třemi způsoby ndash 4times90deg 2times180deg nebo 1times360deg
přičemž nejistota měřeniacute dosahuje 115prime nebo 001deg Pohybliveacute rameno miacutevaacute deacutelku 150 200
300 nebo 500 mm Vyacutehodou digitaacutelniacuteho uacutehloměru je že umožňuje nulovaacuteniacute v libovolneacutem
natočeniacute nebo ho lze upevnit do stojanu a tiacutem doplnit rameno v zaacutevislosti zda se jednaacute o
měřeniacute malyacutech nebo velkyacutech uacutehlů popř vnitřniacutech uacutehlů
a)
b)
Obraacutezek 63 ndash Uacutehloměry a) univerzaacutelniacute b) digitaacutelniacute [httpwwwmicrotescz]
Optickyacute uacutehloměr (viz obr 65) je svou konstrukciacute podobnyacute jako mechanickyacute uacutehloměr
ovšem odečiacutetaniacute probiacutehaacute pomociacute okulaacuteru Při natočeniacute uacutehloměru na světlo se v okulaacuteru
zobraziacute stupnice pomociacute niacutež je možneacute odečiacutetat uacutehel na desiacutetky minut (16 stupně)
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
76 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 64 ndash Přiacuteklady měřeniacute univerzaacutelniacutem uacutehloměrem
Obraacutezek 65 ndash Optickyacute uacutehloměr [wwwquidocz]
Shrnutiacute pojmů
Universaacutelniacute uacutehloměr digitaacutelniacute uacutehloměr optickyacute uacutehloměr
Otaacutezky 63
94 Jakeacute jsou typy uacutehloměrů
95 V jakyacutech jednotkaacutech zobrazuje optickyacute uacutehloměr
64 Uacutehloveacute měrky
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co jsou to uacutehloveacute měrky a jak se s nimi pracuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
77 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Uacutehloveacute měrky se nepoužiacutevajiacute jako koncoveacute měrky ale jako etalony uacutehlů Pro
vytvořeniacute přesneacuteho uacutehlu se použiacutevaacute spojeniacute koncovyacutech měrek a sinusoveacuteho praviacutetka Tam
kde neniacute možneacute tuto metody využiacutet se využiacutevaacute uacutehlovyacutech měrek Jsou to plocheacute hranoly
s tloušťkou 2 mm a s jedniacutem nebo několika přesně definovanyacutemi uacutehly (viz obr 66)
Technologickyacute postup jejich vyacuteroby se v podstatě shoduje s vyacuterobou koncovyacutech
měrek Vyraacutebějiacute se ze speciaacutelniacutech oceliacute a jejich měřiciacute čaacutest obvykle chraacuteniacute kryt
Obraacutezek 66 ndash Přiacuteklad uacutehlovyacutech měrek [Technickeacute meranie modul 15 a
wwwmicrotescz]
Uacutehloveacute měrky jsou broušeneacute jemně lapovaneacute a jejich povrch dosahuje zrcadloveacuteho
lesku Mohou se proto využiacutet i jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute Mohou se sklaacutedat do
požadovanyacutech hodnot uacutehlů pomociacute speciaacutelniacutech držaacuteků Dodaacutevajiacute se v sadaacutech v různyacutech
počtech a v odstupňovanyacutech hodnotaacutech Chyba dvou spojenyacutech měrek nepřesahuje plusmn 24
Vyraacutebějiacute se v různyacutech třiacutedaacutech přesnosti
Shrnutiacute pojmů
Uacutehloveacute měrky etalon uacutehlu
Otaacutezky 64
96 Jak se použiacutevajiacute uacutehloveacute měrky
97 Mohou se uacutehloveacute měrky využiacutet jako odrazovaacute plocha na optickaacute měřeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
78 Strojiacuterenskaacute metrologie
65 Vodovaacutehy
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou typy vodvah a jak se s nimi pracuje
Vyacuteklad
Nejjednoduššiacutem způsobem měřeniacute vodorovnosti je použitiacute dvou spojenyacutech trubic
s kapalinou uvnitř Tento způsob je využiacutevaacute často ve stavebnictviacute Ve strojiacuterenskeacute praxi se
využiacutevaacute buď zakřivenyacutech naacutedoby (tzv U trubice) nebo častěji vodovaacutehy (libely) viz obr 67
Existuje celaacute řada typů vodovah určenyacutech pro různeacute aplikace a s různou přesnostiacute
Nejčastěji jsou vodovaacutehy vyrobeneacute s jednou trubičkou naplněnou kapalinou a
vzduchovou bublinou uvnitř Pro měřeniacute vodorovnosti ve dvou kolmyacutech směrech se využiacutevajiacute
vodovaacutehy křiacutežoveacute ktereacute majiacute 2 navzaacutejem kolmeacute trubičky Raacutemovaacute vodovaacuteha je tvořena
robustniacutem pravouacutehlyacutem raacutemem čiacutemž umožňuje měřit nejen vodorovnou polohu ale i polohu
svislou Často je opatřena prizmatickyacutemi plochami pro lehčiacute měřeniacute např vaacutelcovyacutech součaacutestiacute
Značky na trubici pomaacutehajiacute s odčiacutetaacuteniacutem hodnoty sklonu vůči vodorovneacute poloze
strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute
Obraacutezek 67 ndash Typy vodovah [wwweuronaradiesk wwwsometczcom]
Vyraacutebějiacute se i vodovaacutehy optickeacute u kteryacutech se odčiacutetaacute hodnota v okulaacuteru nebo digitaacutelniacute
(obr 68)
Obraacutezek 68 ndash Digitaacutelniacute vodovaacuteha [wwwwhpcz]
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
79 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Optickaacute vodovaacuteha přesnaacute (strojniacute) vodovaacuteha křiacutežovaacute vodovaacuteha raacutemovaacute
vodovaacuteha
Otaacutezky 65
98 Jakeacute znaacuteme typy vodovah
99 Jakyacute je rozdiacutel mezi vodovaacutehou a libelou
100 Proč jsou na některyacutech libelaacutech prizmatickeacute plochy
66 Sinusoveacute praviacutetko
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to sinusoveacute praviacutetko
Na jakeacutem pracuje principu
K čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Sinusoveacute praviacutetko (viz obr 69) je přesně vyrobenaacute součaacutest kteraacute se využiacutevaacute pro
přesneacute nastaveniacute uacutehlu horniacute roviny praviacutetka Nejčastěji se jimi měřiacute na nepřiacutemě měřeniacute sklonu
na součaacutestech jako kliacuteny nebo kužely a na nastaveniacute přesneacuteho naklopeniacute obraacuteběneacuteho
materiaacutelu při vyacuterobě Daacutele se mohou využiacutet pro kontrolu přesnosti uacutehloměrnyacutech měřidel
Při měřeniacute se sinusoveacute praviacutetko znaacutemeacute deacutelky klade jedniacutem vaacutelečkem na rovnou
kontrolniacute desku Požadovanyacute uacutehel se vytvořiacute sesklaacutedaacuteniacutem zaacutekladniacutech rovnoběžnyacutech měrek po
druhyacute vaacuteleček Sinus vytvořeneacuteho uacutehlu je definovanyacute poměrem deacutelky z měrek a vzdaacutelenosti
mezi vaacutelečky Diacuteky vysokeacute přesnosti tvaru a rozměrů funkčniacutech ploch je možneacute ziacuteskat přesneacute
nastaveniacute uacutehlu Dovolenaacute odchylka rozestupu vaacutelečků tolerance vaacutelečků a vzdaacutelenost mezi
vaacutelečky je plusmn1microm Na vyacutepočet se použiacutevajiacute zaacutekladniacute trigonometrickeacute vztahy při řešeniacute
pravouacutehleacuteho trojuacutehelniacuteka Lze měřit součaacutesti rozličnyacutech velikostiacute Proto jsou vzdaacutelenosti
vaacutelečků odstupňovaacuteny a použiacutevajiacute se deacutelky 100 200 a 300 mm ve speciaacutelniacutech přiacutepadech i
delšiacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
80 Strojiacuterenskaacute metrologie
Obraacutezek 69 - Sinusoveacute praviacutetka [wwwsav-czechcz]
Shrnutiacute pojmů
Sinusoveacute praviacutetko
Otaacutezky 66
101 K čemu sloužiacute sinusoveacute praviacutetko
102 Čiacutem se podklaacutedaacute sinusoveacute praviacutetko
103 Na jakeacutem principu nebo funkci sinusoveacute praviacutetko pracuje
67 Profilprojektory
Čas ke studiu 05 hodiny
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to profilprojektor
Jakeacute jsou metody promiacutetaacuteniacute obrazu a k čemu se použiacutevaacute
Vyacuteklad
Profilprojektor (obr 610) je optickyacute přiacutestroj kteryacute promiacutetaacute obraz reaacutelneacute součaacutesti na
matnici nebo promiacutetaciacute plochu Často se použiacutevaacute na kontrolu tvarově složityacutech součaacutestiacute popř
na kontrolu malyacutech rozměrů Zvětšeniacute projektorů byacutevaacute 10x až 100x ve speciaacutelniacutech přiacutepadech
až 1000x Kontrolovaneacute součaacutesti je možno pozorovat v odraženeacutem (episkop) nebo
prochaacutezejiacuteciacutem (diaskop) světle popř v kombinaci obou Chyba zvětšeniacute by neměla
přesaacutehnout 15 Zvětšenyacute obraz je možno přeměřovat nebo kontrolovat pomociacute šablon se
jmenovityacutem tvarem a tolerančniacutemi hranicemi ktereacute sloužiacute pro porovnaacuteniacute Tento způsob
kontroly je velmi rychlyacute Diaprojekce (pozorovaacuteniacute prochaacutezejiacuteciacutem světlem) je častěji
použiacutevanaacute metoda ale je vhodnaacute spiacuteše pro plocheacute součaacutestky Obrys součaacutesti se promiacutetne na
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
81 Strojiacuterenskaacute metrologie
matnici jako stiacutenovyacute obraz Při epiprojekci (pozorovaacuteniacute odraženyacutem světlem) je potřebneacute
osvětlit kontrolovanou stranu silnyacutem zdrojem světla ze strany objektivu Je to metoda vhodnaacute
pro plochy kolmeacute k optickeacute ose Podmiacutenkou dobreacuteho obrazu je aby pozorovanaacute součaacutest dobře
odraacutežela světlo Na matrici se promiacutetaacute zvětšenyacute obrazcem plochy součaacutesti Při kombinaci
obou metod můžeme vidět obrys i povrch součaacutesti současně
Obraacutezek 610 ndash Profilprojektor [wwwmitutoyocz]
Shrnutiacute pojmů
Profilprojektor diaprojekce epiprojekce
Otaacutezky 67
104 Na jakeacutem principu pracuje profilprojektor
105 Jakeacute světlo využiacutevaacute diaprojekce
106 Jakeacute světlo využiacutevaacute epiprojekce
107 Jakyacute je rozdiacutel mezi diaprojekciacute a epiprojekciacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
82 Strojiacuterenskaacute metrologie
7 METROLOGICKYacute SYSTEacuteM FIRMY
Pod pojmem metrologickyacute systeacutem firmy se rozumiacute vypracovaacuteniacute systeacutemu podle
ktereacuteho bude firma fungovat tak aby dosaacutehla kvalitniacute vyacuteroby Tento systeacutem lze rozdělit do
šesti etap
0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
1 ETAPA ndash Shrnutiacute vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho systeacutemu a jejich analyacuteza
2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem řaacutedu
3 ETAPA ndash Realizace (Prosazeniacute poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě)
4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute ekonomickeacute efektivity
metrologickyacutech činnostiacute
5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu firmy
71 0 ETAPA ndash Vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to ciacutelem vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
Co by měla splňovat osoba zodpovědnaacute za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu ve firmě
Vyacuteklad
Ciacutelem je vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy a nejprve je potřeba ho důkladně
prozkoumat Je vhodneacute zvolit osobu kteraacute bude zodpovědnaacute a pověřenaacute vedeniacutem firmy
k vybudovaacuteniacute tohoto metrologickeacuteho systeacutemu Může to byacutet buď zaměstnanec nebo externiacute
osoba se kterou bude uzavřena smlouva Zpravidla to byacutevaacute nastaacutevajiacuteciacute metrolog firmy
Odpovědnaacute osoba by měla splňovat naacutesledujiacuteciacute požadavky
odpoviacutedajiacuteciacute kvalifikace
o odborneacute vzdělaacuteniacute
o speciaacutelniacute znalosti
o školeniacute
o literatura
studium a znalost zaacutekladniacute literatury k daneacute problematice
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
83 Strojiacuterenskaacute metrologie
V přiacutepadě že uvedenaacute osoba nemaacute potřebneacute odborneacute vzdělaacuteniacute a specifickeacute znalosti
o metrologii je potřebneacute aby se zuacutečastnila zaacutekladniacuteho školeniacute pro metrology firem Zaacuteroveň
by uvedenaacute osoba měla shromaacuteždit a prostudovat si zaacutekladniacute odbornou literaturu z metrologie
praacutevniacute předpisy technickeacute normy a předpisy přiacutepadně dalšiacute naacuteležiteacute dokumenty
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute systeacutem firmy zodpovědnaacute osoba
Otaacutezky 71
108 Jakeacute požadavky musiacute splňovat zodpovědnaacute osoba za zavedeniacute metrologickeacuteho
systeacutemu firmy
109 Kdo byacutevaacute zpravidla zodpovědnaacute osoba
110 Co je možneacute udělat pokud nemaacute pověřenaacute osoba odpoviacutedajiacuteciacute znalosti
72 1 ETAPA ndash Shrnutiacute a analyacuteza vstupniacutech aspektů metrologickeacuteho
systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Jakeacute jsou vstupniacute aspekty
Jak vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů
Vyacuteklad
Po shrnutiacute všech naacuteležitostiacute z prvniacute etapy je možniacute přejiacutet k vlastniacutemu řešeniacute
požadavků na měřeniacute a měřidla Na zaacutekladě toho vyhodnotiacuteme vstupniacute aspekty a provedeme
jejich analyacutezu
Mezi vstupniacute aspekty řadiacuteme naacutesledujiacuteciacute hlediska
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute technologickyacutemi postupy a předpisy nebo
technickyacutemi předpisy (vyacutekresy normy) na danyacute vyacuterobek nebo službu
požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveneacute obecně zaacutevaznyacutemi praacutevniacutemi předpisy
soupis měřiciacutech prostředků (inventura existujiacuteciacutech měřidel)
Daacutele je nutneacute vykonat analyacutezu vstupniacutech aspektů kam řadiacuteme
volba měřidla ndash pro zajištěniacute kvality vyacuterovy (služby) a podpůrnyacutech činnostiacute
volba měřidla ndash pro zajištěniacute požadavků praacutevniacutech předpisů
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
84 Strojiacuterenskaacute metrologie
analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel a jejich rozčleněniacute na
o etalony
o pracovniacute měřidla
o stanovenaacute měřidla
o referenčniacute materiaacutely
popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
Shrnutiacute pojmů
Vstupniacute aspekty etalon pracovniacute a stanoveneacute měřidlo referenčniacute materiaacutel
Otaacutezky 72
111 Co řadiacuteme mezi vstupniacute aspekty při zavaacuteděniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
112 Co řadiacuteme mezi analyacutezu vstupniacutech aspektů
113 Jakeacute je rozděleniacute použitiacute měřidel
73 2 ETAPA ndash Uspořaacutedaacuteniacute systeacutemu tvorba a popsaacuteniacute v metrologickeacutem
řaacutedu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Stanovit ciacutele a prostředky pro zavedeneacute metrologickeacuteho systeacutemu
Co musiacute byacutet vypracovaacuteno pro zavedeniacute metrologickeacuteho systeacutemu ve firmě
Co by měla obsahovat evidence měřidel
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě je hlavniacute uacutelohou stanovit si ciacutel jak uspořaacutedat metrologickyacute systeacutem firmy
a naacutesledně stanovit postupy uspořaacutedaacuteniacute a popsaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu Daacutele vypracovat
ciacutelovyacute soubor měřidel založit evidenci měřidel a rozhodnout o zajištěniacute jejich metrologickeacute
naacutevaznosti
Stanoveniacute ciacutelů a prostředků
Ciacutel nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem
o uacuteplneacute poskytnutiacute podpory činnosti firmy
o respektovaacuteniacute legislativy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
85 Strojiacuterenskaacute metrologie
o důvěryhodnyacute systeacutem firmy (pro lidi ve firmě pro zaacutekazniacuteky)
Prostředky metrologickyacute řaacuted firmy ndash reflektuje na požadavky a principy
(relevantniacutech čaacutestiacute ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012)
Současně musiacute byacutet vypracovaacuteno
evidence měřidel
rozhodnutiacute o kategorizaci měřidel
rozhodnutiacute o metrologickeacute naacutevaznosti
Evidenci měřidel (je vyacutehodneacute je aby ji spravoval vhodnyacute software kteryacute by měl mimo
jineacute obsahovat)
seznam stanovenyacutech měřidel
identifikace kategoriiacute měřidel
způsob metrologickeacute naacutevaznosti (při zavaacuteděniacute volit externiacute naacutevaznost pokud firma
nemaacute interniacute kalibračniacute laboratoř)
stanovit obdobiacute platnosti kalibrace ndash pracovniacutech měřidel a etalonů (kvalifikovanyacutem
odhadem přesnost a robustnost měřidel četnosti použitiacute prostřediacute užiacutevaniacute inteligence
uživatelů doporučeniacute vyacuterobce doporučeniacute kalibračniacute laboratoře popř staacuteřiacute měřidla
apod)
scheacutemata naacutevaznosti (zpřehlednit způsob navaacutezaacuteniacute a odhalit bdquo černeacute diacuteryldquo)
Shrnutiacute pojmů
Ciacutele a prostředky evidence měřidel
Otaacutezky 73
114 Jakeacute jsou ciacutele pro vybudovaacuteniacute metrologickeacuteho systeacutemu firmy
115 Jakeacute normy reflektuje metrologickyacute řaacuted firmy
116 Co by měla obsahovat evidence měřidel
117 Kdo nebo co by měl spravovat evidenci měřidel
118 Jak se stanovuje obdobiacute platnosti kalibrace
74 3 ETAPA ndash Realizace poznaneacuteho a nastaveneacuteho systeacutemu ve firmě
Čas ke studiu 1 hodina
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
86 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete umět
Prosadit metrologickyacute systeacutem firmy
Osvojit metrologickyacute systeacutem ve firmě
Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
Variantu outsourcing
Vyacuteklad
V dalšiacute etapě by mělo naacutesledovat obhaacutejeniacute bdquoinovovaneacuteholdquo metrologickeacuteho systeacutemu
a prosazeniacute metrologickeacuteho systeacutemu a jeho důsledků
Vysvětleniacutem a schvaacuteleniacutem inovovaneacuteho metrologickeacuteho systeacutemu firmy se rozumiacute
o seznaacutemit vrcholovyacute management (vedeniacute) s naacutevrhem
o schvaacuteleniacute naacutevrhu vrcholovyacutem managementem
Poznaacuteniacutem a osvojeniacutem zodpovědnosti pravomoci a mechanizmů systeacutemu se
rozumiacute
o interniacute proškoleniacute firmy
o zahaacutejeniacute interniacuteho auditu metrologickeacuteho systeacutemu
o bdquo odvahaldquo k vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
Zabezpečeniacute chybějiacuteciacutech měřidel
o vyplyacutevaacute z konfrontace mezi ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute ve firmě
Zajištěniacute aktuaacutelniacute metrologickeacute naacutevaznosti
Zabezpečeniacute měřidel
o postup - při volbě měřidla dodavatele a podmiacutenek pořiacutezeniacute měřidla dodajiacute
podmiacutenky použiacutevaacuteniacute
zajištěniacute servisu a oprav
metrologickou naacutevaznost
ochrana zaacutejmů
vyžaacutedaacuteniacute technickyacutech informaciacute
zvaacutežit režim servisu a kalibrace
Varianta OUTSOURCING
o promyslet a rozhodnout se o alternativaacutech popř zvaacutežit změnu jineacute firmy
Vyacutehody vše řiacutediacute firma - bez probleacutemů zodpovědnost doba kalibrace
Nevyacutehody firma si vše určuje
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
87 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Realizace metrologickeacuteho systeacutemu zabezpečeniacute měřidel outsourcing
Otaacutezky 74
119 Co se rozumiacute schvaacuteleniacutem metrologickeacuteho systeacutemu do firmy
120 Co je nutneacute pro zabezpečeniacute měřidel
121 Co znamenaacute outsourcing
122 Jakeacute maacute vyacutehody a nevyacutehody outsourcing
123 Co se rozumiacute osvojeniacutem metrologickeacuteho systeacutemu
75 4 ETAPA ndash Vyhodnoceniacute ziacuteskanyacutech zkušenostiacute a posouzeniacute
ekonomickeacute efektivity metrologickyacutech činnostiacute
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Analyacutezu spraacutevnosti metrologickyacutech činnostiacute a zaacutevěry z nich
Zaacutevěry vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska a ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
vlastniacute metrologickeacute laboratoře
Vyacuteklad
Tato čaacutest etapy by se měla zabyacutevat vyhodnoceniacute zkušenostiacute z provozu metrologickeacuteho
systeacutemu a posouzeniacute metrologickeacute efektivnosti
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
o analyacuteza spraacutevnosti a optimaacutelnosti procesu měřeniacute
o analyacuteza reaacutelnyacutech nejistot měřeniacute v konfrontaci s požadavky technologickyacutemi a
technickyacutemi v praacutevniacutech předpisech
o analyacuteza z přezkoumaacuteniacute z činnostiacute tj rozhodnutiacute o uacutepravaacutech systeacutemu a
systeacutemoveacute dokumentace
Zaacutevěry z analyacutezy a rozhodnutiacute o opatřeniacutech
o rozhodnutiacute o kalibraci
o uacutepravy v systeacutemu
o noveacute doby kalibrace
o rozhodnutiacute o přiacutepadneacute vlastniacute kalibraci
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
88 Strojiacuterenskaacute metrologie
Zaacutevěr vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska o změnaacutech kalibrace
o vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře ndash tzv laboratorniacute řaacuted(najiacutet odpověď na
každyacute požadavek ndash člaacutenek normy ČSN EN ISOIEC 18025)
o vlastniacute kalibračniacute postupy
o vlastniacute prostory laboratoře (teplota klimatizace vibrace apod)
o technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel (tzv etalony zařiacutezeniacute pomůcky
apod)
o zpracovat rozbor předpoklaacutedaneacute ekonomickeacute efektivity
o disponovat s kvalitniacutem personaacutelem kteryacute je kvalifikovanyacute
Schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
Ověřeniacute uacutespěšnosti realizace projektu vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
o certifikuje se celaacute firma ndash tj prokaacutezaacuteniacute způsobilosti metrologickeacuteho systeacutemu
v raacutemci certifikace systeacutemu managementu dle ISO 90012000
o laboratoř se akredituje podle normy ČSN EN ISOIEC17 025
o přiacutepadně uacutespěšnaacute uacutečast v bdquomezilaboratorniacutemldquo porovnaacuteniacute
Shrnutiacute pojmů
Analyacuteza spraacutevnosti a efektivnosti zaacutevěr z analyacutezy schvaacuteleniacute a realizace zaacuteměru
ověřeniacute uacutespěšnosti realizace
Otaacutezky 75
124 Co patřiacute mezi analyacutezu spraacutevnosti a efektivnosti metrologickyacutech činnostiacute
125 Co patřiacute mezi zaacutevěry z analyacutezy
126 Co patřiacute mezi zaacutevěry z metrologickeacuteho střediska
127 Jak ověřit uacutespěšnou realizaci vlastniacuteho metrologickeacuteho střediska
76 5 ETAPA ndash Uacutedržba a rozvoj metrologickeacuteho systeacutemu
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je ciacutelem pro systeacutem dokumentace
Co je ciacutelem pro personaacutel
Co je ciacutelem pro měřidla
Co je ciacutelem pro prostřediacute metrologickeacuteho systeacutemu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
89 Strojiacuterenskaacute metrologie
Vyacuteklad
Ciacutelem je zajištěniacute trvaleacuteho rozvoje systeacutemu pomociacute
Systeacutem dokumentace
o aktualizace systeacutemoveacute dokumentace
o audity přezkoumaacuteniacute vedeniacutem
o preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
Personaacutel
o uacutedržba a zvyšovaacuteniacute kvalifikace personaacutelu
o prokazovaacuteniacute způsobilosti personaacutelu
Měřidla
o uacutedržba a rozvoj technologickeacuteho parku měřidel
o metrologickaacute naacutevaznost měřidel
o validace metod
o mezi laboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
Prostřediacute
o uacutedržba a rozvoj prostřediacute
o monitoring prostřediacute
Shrnutiacute pojmů
Systeacutem dokumentace personaacutel měřidla prostřediacute
Otaacutezky 76
128 Jakeacute jsou požadavky na systeacutem dokumentace
129 Jakeacute jsou požadavky na personaacutel
130 Jakeacute jsou požadavky na měřidla
131 Jakeacute jsou požadavky na prostřediacute
77 Scheacutema postupu od koupě měřidla až po jeho vyřazeniacute
Čas ke studiu 05 hodiny
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
90 Strojiacuterenskaacute metrologie
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickaacute konfirmace
Scheacutema postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Vyacuteklad
Metrologickaacute konfirmace podle norem je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to
aby byly měřici přiacutestroje ve shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem Obecně sem patřiacute kalibrace
a ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava a naacuteslednaacute rekalibrace porovnaacuteniacute s požadavky
na metrologickeacute použitiacute a takeacute zapečetěniacute či označeniacute štiacutetky Na obr 71 je přehledneacute scheacutema
postupu od zakoupeniacute měřidla po jeho vyřazeniacute z evidence
Obraacutezek 71 ndash Scheacutema postupu od zakoupeniacute po vyřazeniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
91 Strojiacuterenskaacute metrologie
Shrnutiacute pojmů
Metrologickaacute konfirmace kalibrace rekalibrace seřizovaacuteniacute a oprava měřidla
Otaacutezky 77
132 Co je to metrologickaacute konfirmace
133 Co patřiacute do metrologickeacute konfirmace
78 Metrologickyacute řaacuted
Čas ke studiu 1 hodina
Ciacutel Po prostudovaacuteniacute tohoto odstavce budete vědět
Co je to metrologickyacute řaacuted a co by měl obsahovat včetně přiacuteloh
Jakeacute jsou povinnosti uživatele a co by měla obsahovat karta měřidla
Vyacuteklad
V každeacute firmě kde probiacutehaacute měřeniacute a pracuje s měřidly musiacute byacutet stanoven
metrologickyacute řaacuted a jiacutem se řiacutedit Za dodržovaacuteniacute a aktualizaci tohoto řaacutedu odpoviacutedaacute řaacutedně
proškolenyacute metrolog kteryacute je obeznaacutemen se všemi měřidly kteraacute se ve firmě použiacutevajiacute a měl
by znaacutet k čemu jsou ve firmě tato měřidla použiacutevaacutena Metrologickyacute řaacuted firmy by měl
obsahovat naacutesledujiacuteciacute body
Obsah
Ciacutel
Pojmy definice zkratky
Odpovědnost a pravomoc
Rozděleniacute měřidel
Volba měřidel
Evidence a značeniacute měřidel
Vyacutedej měřidel
Kalibrace měřidel
Ověřovaacuteniacute měřidel
Vyřazovaacuteniacute měřidel
Souvisejiacuteciacute dokumenty a přiacutelohy
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
92 Strojiacuterenskaacute metrologie
Mezi přiacutelohy metrologickeacuteho řaacutedu lze zařadit
Evidenčniacute karta měřidla
Seznam pracovniacutech měřidel stanovenyacutech
Seznam pracovniacutech měřidel nestanovenyacutech
Seznam referenčniacutech materiaacutelů
Kalibračniacute postup pro nestanovenaacute pracovniacute měřidla
Matice odpovědnosti
Matice dokumentace
Doklad o převzetiacute měřidel
Objednaacutevka externiacute kalibrace
Oznaacutemeniacute o vadneacutem měřidle
Povinnosti uživatele
Mezi hlavniacute povinnosti uživatele patřiacute
Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla
Ohlaacutesit podezřeniacute na neshodu měřidla
Kontrola funkčnosti
Spraacutevneacute užiacutevaacuteniacute
Spraacutevneacute uchovaacutevaacuteniacute
Sledovaacuteniacute kalibračniacutech znaacutemek a evidenčniacutech čiacutesel
Evidenci měřidel ve firmě je možneacute veacutest papiacuterově nebo v dnešniacute vyspěleacute technickeacute
době i elektronicky Existuje celaacute řada databaacuteziacute a softwarovyacutech produktů kde je možneacute
měřidla evidovat podle celeacute řady kriteacuteriiacute např datum platnosti kalibračniacuteho listu seznamu
uživatelů jednotlivyacutech středisek ve firmě abecedy evidenčniacutech čiacutesel apod Velmi důležitou
součaacutestiacute evidence je rozlišeniacute měřidel buďto škaacutelou barev nebo čiacuteselně Evidenčniacute karta
měřidla by měla zpravidla obsahovat tyto uacutedaje
Naacutezev měřidla
Jmeacuteno vyacuterobce model a typoveacute označeniacute
Vyacuterobniacute čiacuteslo
Evidenčniacute čiacuteslo metrologickeacute evidence
Datum vyacuteroby a datum uvedeniacute do provozu
Stav při převzetiacute
Umiacutestěniacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
93 Strojiacuterenskaacute metrologie
Podrobneacute uacutedaje z kontrol včetně uacutedajů o ověřeniacute nebo kalibrace měřidel
Podrobnosti o provaacuteděneacute uacutedržbě
Evidence zaacutevad poškozeniacute uacuteprav a oprav
Daacutele je nutneacute evidovat u každeacuteho měřidla jeho zaacutekladniacute chybu tak jak ji udaacutevaacute
vyacuterobce a třiacutedu přesnosti měřidla kterou lze vyjaacutedřit buď čiacuteslem nebo symbolem (ten je
přijat dohodou) Je důležiteacute měřit za podmiacutenek ktereacute určiacute dodavatel měřidla a pro ktereacute je
určena chyba měřidla Jen tak lze dosaacutehnout spraacutevnyacutech hodnot při měřeniacute a potvrdit platnost
vyacutesledků
Shrnutiacute pojmů
Metrologickyacute řaacuted evidenčniacute karta měřidla povinnosti uživatele
Otaacutezky 78
134 Kdo zodpoviacutedaacute za dodržovaacuteniacute a aktualizaci metrologickeacuteho řaacutedu
135 Co je měla obsahovat evidenčniacute karta měřidla
136 Co patři mezi povinnosti uživatele
137 Jak se primaacuterně rozlišujiacute jednotlivaacute měřidla
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
94 Strojiacuterenskaacute metrologie
Kliacuteč k řešeniacute
O 11 1 - Metrologie je vědniacute a technickaacute discipliacutena zabyacutevajiacuteciacute se všemi poznatky
a činnostmi tyacutekajiacuteciacutemi se měřeniacute je zaacutekladem jednotneacuteho a přesneacuteho měřeniacute ve všech
oblastech vědy hospodaacuteřstviacute staacutetniacute spraacutevy obrany ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 11 2 - Metrickaacute konvence je listina jiacutež byl přijat systeacutem jednotek a jejich etalonů
kteryacute se v souladu s vyacutevojem poznatků staacutele upřesňuje ale v zaacutesadě je systeacutemem
umožňujiacuteciacutem dlouhodobou a celosvětovou slučitelnost měřeniacute se všemi přiacuteznivyacutemi důsledky
pro mezinaacuterodniacute obchod a vyacuterobniacute kooperaci
O 11 3 - Důvodem je sjednoceniacute jednotek měřeniacute
O 12 4 - Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek
O 12 5 - Proces experimentaacutelniacuteho ziacuteskaacutevaacuteniacute jedneacute nebo viacutece hodnot veličiny ktereacute
mohou byacutet důvodně přiřazeny veličině
O 12 6 - Je to uacuteplnyacute uacutedaj vyacutesledku měřeniacute včetně informace o nejistotě měřeniacute
O 21 7 - Naacuterodniacute metrologickyacute systeacutem zajišťuje konzistentniacute a mezinaacuterodně
uznaacutevanou zaacutekladnu měřeniacute pro všechny obory staacutetniacute spraacutevy hospodaacuteřstviacute vědy ochrany
spraacutevnosti obchodniacuteho styku ochrany zdraviacute a životniacuteho prostřediacute
O 21 8 - 1) pro podporu konkurenceschopnosti domaacuteciacuteho průmyslu 2) pro
odstraňovaacuteniacute technickyacutech překaacutežek obchodu
O 21 9 - Fundamentaacutelniacute metrologie průmyslovaacute metrologie legaacutelniacute metrologie
O 22 10 - Naacuterodniacute metrologickeacute instituty
O 22 11 - Ministerstvo průmyslu a obchodu Uacuteřad pro technickou normalizaci
metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute
O 23 12 - Uacutečelem zaacutekona o metrologii je uacuteprava praacutev a povinnostiacute fyzickyacutech osob
ktereacute jsou podnikateli a praacutevnickyacutech osob a orgaacutenů staacutetniacute spraacutevy a orgaacutenů staacutetniacute
spraacutevy a to v rozsahu potřebneacutem k zajištěniacute jednotnosti a spraacutevnosti měřidel
a měřeniacute
O 23 13 - Jsou to měřidla kteraacute Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoviacute vyhlaacuteškou
k povinneacutemu ověřovaacuteniacute s ohledem na jejich vyacuteznam
O 23 14 - Uacuteřad pro technickou normalizaci metrologii a staacutetniacute zkušebnictviacute (UacuteNMZ)
O 23 15 - Autorizovanaacute metrologickaacute střediska
O 23 16 - 7
O 23 17 - Ne - jeden kilogram je prototyp
O 24 18 - Je to etalon přijatyacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem za zaacuteklad stanoveniacute hodnot
jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny ve staacutetě
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
95 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 24 19 - Je to vlastnost vyacutesledku měřeniacute nebo hodnoty etalonu kterou může byacutet
určen vztah k uvedenyacutem referenciacutem zpravidla staacutetniacutem nebo mezinaacuterodniacutem
etalonům přes nepřerušenyacute řetězec porovnaacuteniacute (řetězec naacutevaznosti) jejichž nejistoty
jsou uvedeny
O 24 20 - Na posledniacutem
O 31 21 - Je to složka chyby měřeniacute kteraacute se v opakovanyacutech měřeniacutech měniacute
nepředviacutedatelnyacutem způsobem
O 31 22 - Ano
O 31 23 - Je to nezaacutepornyacute parametr charakterizujiacuteciacute rozptyacuteleniacute hodnot veličiny
přiřazenyacutech k měřeneacute veličině na zaacutekladě použiteacute informace
O 32 24 - Takoveacute měřeniacute je třeba ze zpracovaacuteniacute vyloučit aby nezkresloval o vyacutesledek
měřeniacute
O 32 25 - Ano
O 32 26 - Skutečnaacute hodnota x0 odpoviacutedaacute maximu křivky
O 32 27 - Pokud bychom chtěli vyloučit systematickou chybu měřeniacute museli bychom
použiacutet přesnějšiacute přiacutestroje nebo zaveacutest korekci
O 33 28 - Vymezuje interval v němž se nachaacuteziacute vyacutesledek měřeniacute
O 33 29 - Ano
O 33 30 - Standardniacute nejistota typu A standardniacute nejistota typu B kombinovanaacute
nejistota rozšiacuteřenaacute nejistota
O 41 31 - Souhrnně jsou to měřidla měřiciacute převodniacuteky pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute a
referenčniacute materiaacutely
O 41 32 - Na pracovniacute a etalony
O 41 33 - Zobrazovaciacute a zapisovaciacute
O 41 34 - Analogoveacute a digitaacutelniacute
O 41 35 - Veličina s přiacuteponou metr jednotka s přiacuteponou metr veličina s přiacuteponou měr
měřeneacute prostřediacute s přiacuteponou měr a jineacute
O 41 36 - Dotykoveacute a bezdotykoveacute
O 41 37 - Sniacutemač zobrazovaciacute zařiacutezeniacute zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
O 41 38 - Je to ta čaacutest měřidla nebo řetězce na kteryacute působiacute měřenaacute veličina
O 41 39 - Je to ta čaacutest měřidla kteraacute zobrazuje naměřenou hodnotu
O 41 40 - Je to čaacutest zobrazovaciacuteho zařiacutezeniacute kteraacute stupnici indikuje naměřenou
hodnotu
O 41 41 - Je to uspořaacutedanyacute soubor očiacuteslovanyacutech značek stupnice
O 41 42 - Ukazatel stupnice a zaacuteznamoveacute zařiacutezeniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
96 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 41 43 - Je to čaacutest přiacutestroje kteraacute zaznamenaacutevaacute naměřeneacute hodnoty
O 41 44 - Co je to zhmotněnaacute miacutera
O 41 45 - Je to měřidlo ktereacute během použiacutevaacuteniacute trvale vykazuje nebo poskytuje jednu
nebo viacutece znaacutemyacutech hodnot veličiny
O 41 46 - Co je to pomocneacute měřiciacute zařiacutezeniacute
O 41 47 - Je to zařiacutezeniacute ktereacute je potřebneacute na uskutečněniacute měřeniacute na dosaacutehnutiacute
přesnosti atd
O 41 48 - Použiacutevaacute s vyacutehradně za uacutečelem reprodukce uchovaacuteniacute a přenosu veličiny na
dalšiacute měřidla maacute potřebneacute technickeacute a metrologickeacute vlastnosti a je vybaveneacute
přiacuteslušnou dokumentaciacute je kalibrovaneacute zkoušeneacute a ověřovaneacute přiacuteslušnou
metrologickou organizaciacute na zaacutekladě vykonanyacutech zkoušek a měřeniacute Toto
kalibrovaacuteniacute zkoušeniacute a ověřovaacuteniacute se určityacutech v intervalech opakuje eviduje se jako
etalon použiacutevaacute se stanovenyacutem způsobem a určenyacutemi osobami a uchovaacutevaacute se
stanovenyacutem způsobem na určeneacutem miacutestě
O 41 49 - Primaacuterniacute a sekundaacuterniacute
O 41 50 - Referenčniacute pracovniacute porovnaacutevaciacute a přenosneacute
O 41 51 - Jsou to etalony uznaneacute mezinaacuterodniacute dohodou aby sloužili jako zaacuteklad na
určovaacuteniacute hodnot jinyacutech etalonů přiacuteslušneacute veličiny
O 41 52 - Jsou uznaneacute oficiaacutelniacutem rozhodnutiacutem a v daneacutem staacutetě sloužiacute jako zaacuteklad pro
odevzdaacutevaacuteniacute hodnoty jinyacutem etalonům stejneacute veličiny
O 41 53 - Je to technickyacute prostředek určenyacute k měřeniacute a zahrnuje pod společnyacutem
naacutezvem měřiciacute přiacutestroje a zhmotněneacute miacutery
O 41 54 - Je to měřidlo ktereacute umožňuje převod měřeneacute veličiny na veličinu jinou
nebo na jinou hodnotu teacute stejneacute veličiny se specifikovanou přesnostiacute ktereacute tvořiacute
celek
O 41 55 - Měřiciacute přiacutestroj je měřidlem měřidlo je určeno pouze k měřeniacute měřiciacute
přiacutestroj k převodu měřeneacute veličiny na jinou veličinu
O 42 56 - Se staacutelou hodnotou mezniacute měřidla a stupnicoveacute měřiciacute prostředky
O 42 57 - Etalony zaacutekladniacute měřidla laboratorniacute měřidla provozniacute měřidla
O 42 58 - Pro měřeniacute deacutelky uacutehlů zaacutevitů ozubenyacutech kol tvarů odchylek tvaru a
polohy drsnosti povrchu speciaacutelniacute
O 42 59 - S převodem mechanickyacutem elektrickyacutem pneumatickyacutem optickyacutem a
kombinovanyacutem
O 42 60 - Jednosouřadnicoveacute dvousouřadicoveacute třiacutesouřadnicoveacute
O 42 61 - Např posuvneacute měřidlo mikrometr svinovaciacute metrhellip
O 42 62 - Např měřiciacute mikroskop
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
97 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 51 63 - Čaacutest posuvneacuteho měřidla kteraacute umožňuje přesneacute odečiacutetaacuteniacute
O 51 64 - Pevnaacute a posuvnaacute
O 51 65 - Vnějšiacute vnitřniacute hloubky osazeniacute
O 51 66 - 01 005 002 mm
O 51 67 - Čaacutest vyacuteškoměru určenaacute pro oryacutesovaacuteniacute součaacutesti
O 52 68 - Mikrometrickyacute šroub se stoupaacuteniacutem 05 mm
O 52 69 - Speciaacutelniacute měřidlo na měřeniacute otvorů pomociacute 3 dotyků
O 52 70 - Měřidlo na měřeniacute velkyacutech otvorů
O 52 71 - 001 mm
O 52 72 - Aby byl vyvozen staacutelyacute měřiciacute tlak a nedošlo k deformaci součaacutesti nebo
měřidla
O 52 73 - 25 mm (tedy 0-25 25-50 atd)
O 52 74 - 0001 mm
O 52 75 - Ano pro zpřesněniacute odečtu
O 53 76 - 001 a 0001 mm
O 53 77 - Ozubenyacute paacutekovyacute pružinovyacute kombinovanyacute
O 53 78 - Bodovyacute
O 54 79 - Červenou barvou sraženiacutem nebo zuacuteženiacutem
O 54 80 - Kvůli tepelneacute roztažnosti materiaacutelu kalibru
O 54 81 - Dobraacute a zmetkovaacute strana
O 54 82 - Diacutelenskyacute přebiacuteraciacute kontrolniacute
O 55 83 - Nasouvaacuteniacutem na sebe
O 55 84 - Až 1000 N
O 55 85 - Vysokaacute přesnosti niacutezkaacute drsnost adhezniacute siacutela
O 55 86 - Kalibračniacute etalonoveacute pracovniacute diacutelenskeacute
O 55 87 - Ocel WC keramika
O 55 88 - Niacutezkaacute tepelnaacute roztažnost vysokaacute otěruvzdornost tvrdeacute korozivzdorneacute
O 61 89 - Přiacutemeacute a nepřiacutemeacute
O 61 90 - uacutehelniacuteky uacutehloměry uacutehloveacute měrky profilprojektory vodovaacutehy
O 61 91 - Na principu goniometrickyacutech funkciacute (sin cos tg)
O 62 92 - Plochyacute přiacuteložnyacute kontrolniacute nožovyacute s upiacutenaciacutemi zaacuteřezy speciaacutelniacute
O 62 93 - Kontrolniacute uacutehelniacutek
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
98 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 63 94 - Universaacutelniacute digitaacutelniacute optickyacute
O 63 95 - V desiacutetkaacutech minut
O 64 96 - Jako etalony uacutehlů
O 64 97 - Ano
O 65 98 - Strojniacute (přesnaacute) křiacutežovaacute raacutemovaacute digitaacutelniacute optickaacute
O 65 99 - Žaacutednyacute jednaacute se o toteacutež
O 65 100 - Aby bylo možno měřit rovinnost na vaacutelcovyacutech plochaacutech
O 66 101 - Např na kontrolu uacutehloměrnyacutech měřidel kuželů uacutekosů apod
O 66 102 - Koncovyacutemi měrkami
O 66 103 - Na principu goniometrickeacute funkce sinus
O 67 104 - Promiacutetaacute zvětšenyacute obraz na matnici nebo promiacutetaciacute plochu
O 67 105 - Prochaacutezejiacuteciacute světlo
O 67 106 - Odraženeacute světlo
O 67 107 - V typu světla kteryacutem je měřenyacute předmět osvětlovaacuten
O 71 108 - Odborneacute vzdělaacuteniacute speciaacutelniacute znalosti školeniacute a znalost odborneacute literatury
O 71 109 - Metrolog firmy
O 71 110 - Zuacutečastnit se školeniacute pro metrology firem
O 72 111 - Požadavky na měřeniacute ktereacute jsou stanoveny technologickyacutemi a technickyacutemi
postupy a předpisy obecně zaacutevaznyacutemi pravidly a soupis měřiciacutech prostředků
O 72 112 - Volba měřidel pro zajištěniacute kvality vyacuteroby podpůrnyacutech činnostiacute a praacutevniacutech
předpisů analyacuteza uacutečelu použitiacute měřidel popis legislativniacutech a technickyacutech věciacute
O 72 113 - Etalony pracovniacute stanovenaacute měřidla a referenčniacute materiaacutely
O 73 114 - Nastavit a popsat metrologickyacute systeacutem poskytnout podporu činnostiacute
respektovat legislativu důvěryhodnyacute systeacutem firmy
O 73 115 - ČSN EN ISO 90012000 a ČSN EN ISO 10 012
O 73 116 - Seznam stanovenyacutech měřidel identifikaci kategoriiacute měřidel způsob
metrologickeacute naacutevaznosti stanoveniacute platnosti kalibrace scheacutemata naacutevaznosti
O 73 117 - Nejleacutepe vhodnyacute software
O 73 118 - Kvalifikovanyacutem odhadem doporučeniacute vyacuterobce nebo kalibračniacute laboratoře
podle staacuteřiacute měřidla
O 74 119 - Seznaacutemit vrcholovyacute management s naacutevrhem a jeho schvaacuteleniacute
O 74 120 - Konfrontaci meziacute ciacutelovyacutemi soubory měřidel a skutečnostiacute
O 74 121 - Naacutekup služby mimo mateřskou firmu
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
99 Strojiacuterenskaacute metrologie
O 74 122 - Vyacutehody jsou bezprobleacutemovyacute průběh bez zodpovědnosti Nevyacutehoda je že
si vše určuje ciziacute firma
O 74 123 - Interniacute školeniacute ve firmě interniacute audity vymaacutehaacuteniacute důsledků naacutelezů
O 75 124 - Proces měřeniacute reaacutelneacute nejistoty přezkoumaacuteniacute z činnostiacute
O 75 125 - Vytvořeniacute provozniacuteho řaacutedu laboratoře vlastniacute kalibračniacute postupy vlastniacute
prostory technickeacute prostředky a kvalifikovanyacute personaacutel
O 75 126 - Rozhodnutiacute o kalibraci uacutepravy v systeacutemu novaacute doba kalibrace přiacutepadnaacute
vlastniacute kalibrace
O 75 127 - Certifikace celeacute firmy dle ISO 90012000 akreditace laboratoře dle ČSN
EN ISO 17 025 uacutespěšneacute mezilaboratorniacute porovnaacutevaacuteniacute
O 76 128 - Aktualizace audity od vedeniacute preventivniacute opatřeniacute a opatřeniacute k naacutepravě
O 76 129 - Udržovaacuteniacute nebo zvyšovaacuteniacute kvalifikace prokazovaacuteniacute způsobilosti
O 76 130 - Uacutedržba a rozvoj parku měřidel metrologickaacute naacutevaznost validace metod
mezilaboratorniacute srovnaacutevaacuteniacute
O 76 131 - Uacutedržba rozvoj a monitoring
O 77 132 - Je souhrn uacutekonů ktereacute jsou požadovaacuteny pro to aby byly měřici přiacutestroje ve
shodě s jeho zamyacutešlenyacutem užitiacutem
O 77 133 - Patřiacute sem kalibrace ověřovaacuteniacute seřiacutezeniacute či oprava rekalibrace porovnaacuteniacute
s požadavky na metrologickeacute použitiacute a zapečetěniacute nebo označeniacute štiacutetky
O 78 134 - Řaacutedně proškolenyacute metrolog
O 78 135 - Vyacuterobce (naacutezev model typ datum vyacuteroby vyacuterobniacute čiacuteslo) evidenčniacute čiacuteslo
metrologickeacute evidence stav při převzetiacute umiacutestěniacute uacutedaje o ověřeniacute či kalibraci
uacutedržbě zaacutevadaacutech opravaacutech hellip
O 78 136 - Použiacutevat jen evidovanaacute měřidla kontrolovat funkčnost hlaacutesit neshody
měřidel spraacutevně použiacutevat a uchovaacutevat
O 78 137 - Čiacuteselně nebo barevnou škaacutelou
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
100 Strojiacuterenskaacute metrologie
Dalšiacute zdroje ke studiu
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 1 Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2004
ISBN 80-248-0672-X
TICHAacute Šaacuterka Strojiacuterenskaacute metrologie čaacutest 2 Zaacuteklady řiacutezeniacute jakosti Ostrava VŠB ndash
TU Ostrava 2006 ISBN 80-248-1209-6
TICHAacute Šaacuterka ADAMEC Jaromiacuter Naacutevody do cvičeniacute z předmětu strojiacuterenskaacute
metrologie Ostrava VŠB ndash TU Ostrava 2008 ISBN 978-80-248-1916-7
PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute TYKAL Miroslav VAČKAacuteŘ Josef Jakost a metrologie Brno
Akademickeacute nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
ČECH Jaroslav PERNIacuteKAacuteŘ Jiřiacute JANIČEK Libor Strojiacuterenskaacute metrologie Brno Fakulta
strojniacute VUT v Brně 1998 ISBN 80-214-1230-5
ČSN EN ISOEC 170252001 Všeobecneacute požadavky na způsobilost zkušebniacutech a
kalibračniacutech laboratořiacute
ČSN EN ISO 10012 (010360) Systeacutemy managementu mřeniacute ndash požadavky na procesy
měřeniacute a měřiciacute vybaveniacute
Fakulta strojniacute VŠB-TU Ostrava
101 Strojiacuterenskaacute metrologie
8 LITERAURA
[1] TNI 01 0115 Mezinaacuterodniacute metrologickyacute slovniacutek ndash Zaacutekladniacute a všeobecneacute pojmy
a přidruženeacute termiacuteny (VIM)
[2] ČSN ISO 8601 mezinaacuterodniacute standard pro zaacutepis data a času
[3] ZAacuteKON 1192000 SB ndash O metrologii 2000
[4] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute I AUTOMA 7-8 2001 str 50-54
[5] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute II AUTOMA 10 2001 str 52-56
[6] PALENČAacuteR R a kol Nejistoty v měřeniacute III AUTOMA 12 2001 str 28-33
[7] ČMI Brno Ujednaacuteniacute MRA staacutetniacute etalony 17 stran
[8] ČMI Brno Zaacutekladniacute prvky naacuterodniacuteho metrologickeacuteho systeacutemu ČR a mezinaacuterodniacute
metrologickaacute spolupraacutece 2007 43 stran
[9] Uacutevod do metrologie ndash Mezinaacuterodniacute soustava jednotek SI [online] [cit 2010-08-11]
dostupnyacute na www
httpartemisosucz8080artemisviewphpids=1ampidr=1ampidc=171
[10] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 15 ndash Meranie uhla (Martin
Halaj Paul Regtien) Učebniacute texty projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN
80-89112-04-8
[11] KOLEKTIV AUTORŮ Technickeacute meranie zvaumlzok II modul 12 ndash Meranie dĺžky polohy
rozmeru (Numan M Durakbasa Ali Afjehi-Sadat P Herbert Osanna) Učebniacute texty
projektu Metromedia-online Viacutedeň 2005 ISBN 80-89112-04-8
[12] Portaacutel strojaacuterskej metroloacutegie TUKE v Košiciach [online] [cit 2011-01-21] dostupnyacute na
httpwwwtukesksmetrologia
[13] Metrologie v praxi [online] [cit 2011-01-18] dostupnyacute na www
lthttpwwwstatspolczrequestrequest2006sbornikcezovapdfgt
[14] PERNIacuteKAacuteŘ J TYKAL M VAČKAacuteŘ J Jakost a metrologie Brno Akademickeacute
nakladatelstviacute CERM 2001 ISBN 80-214-1997-0
[15] OBMAŠČIacuteK M SLIMAacuteK I MADUDA M Riadenie akosti a metroloacutegia Žilina VTEL
Alfa Bratislava 1987
[16] PALENČAacuteK R KUREKOVAacute E VDOLEČEK F HALAJ M Systeacutem riadenia merania
Bratislava Grafickeacute štuacutedio Ing Peter Juriga 2001 ISBN 80-968449-7-0
[17] www straacutenky prodejců vyacuterobců a distributorů měřidel ndash viz odkazy v textu