Принципи Материјализације Мерних Јединица и Метролошке Карактеристике Средстава Мерења

1. Објаснити принцип материјализације мерне јединице волт применом квантних
компонената.
- На обезбеђењу директне материјализације и репродукције волта користе се
ефектом суперпроводности. Ефекти суперпроводности манифестују се при
ниским температурама, при којим одређени материјали постају
суперпроводници. Компонента са овим ефектом: Јосепхсон-ов спој (ефекат,
контакт или напон). Јосепхсон је теоријски показао да између два
суперпроводника одвојена танким слојем диелектрика (око 1nm), који су под
напоном V, протиче наизменична струја усамљених електрона и електронских
парова фреквенције f. Користе се два суперпроводника који своју
суперпроводност исказују на температурама блиским апсолутној нули. Они су
раздвојеним једним изолатором дебљине 1nm. Компонента се излаже зрачењу
високих фреквенција, а на основу тога се стварају струје слободних електрона,
које доводе до тога да ми на крају имамо напон који је:

n – целобројна вредност кванта,h – Планкова константа,е – наелектрисање електрона
f – фреквенција
2. Објаснити принцип материјализације мерне јединице ампер.
- Јачина електричне струје у SI систему јединица дефинисана је на бази узајамног
дејства струја кроз два проводника према Амперовом закону, којим је утврђена
једнозначна веза између електромагнетне силе између проводника и струја кроз
проводнике. Материјализација Ампера се добива коришћењем струјне ваге, међу
којима је најпознатија Рејлијева струјна вага. Материјализација и репродукција
ампера помоћу струјне ваге остварује се са релативном несигурношћу од 3μА.

3. Објаснити принцип материјализације мерне јединице електричне отпорности
применом Тхомпсон-Лампардовог кондензатора.
- Прецизним мостовским методама остварује се пренос стандарда капацитивности
на стандард отпорности. Коначна несигурност одређивања стандарда отпорности
(1Ω) преко рачунске капацитивности постигнута је до 1*10-7.
- Томпсон-Лампардов рачунски кондензатор – Постави се изолатор између
електрода тако да има најмањи утицај на капацитивности супротних електрода и
да електроде имају такав облик који се може одредити са максималном
прецизношћу.

- Унутар уземљеног металног оклопа цилиндричног облика (Е) постављена су
симетрично четири номинално једнака проводна ваљка (А,B,C и D), на малом и
међусобно једнаком растојању тачна вредност кпацитивности рачунског
кондензатора коначне дужине l у вакууму износи:

- Прелаз са стандарда капацитивности на стандард отпорности остварује се
прецизним мостовским методама.
4. Приказати општу блок шему модела процеса мерења и објаснити функције
појединих блокова.

Xi – мерена величина                - Функције блокова: 
ј – мерена величина сметње   домен објекта мерења – извор мерног сигнала, 
Хо – референтна величина       сензор – побудни елемент који прихвата мерену величину, 
Аi – резултат мерења                повратна петља – обезбеђује нормалан рад сензора, 
Хi – грешка мерења                мерење – поређење мерене и референтне величине. 

5. Навести најбитније метролошке карактеристике средстава мерења. Како се
дефинишу преносна функција и осетљивост средства мерења и у ком облику 
- Најбитније карактеристике средстава мерења су:
 преносна функција,  осетљивост,  подела скале аналогног мерног уређаја,
 праг осетљивости, опсег мерења, показивање,
 варијација показивања, улазне и излазне карактеристике, облик излазног кода,
 опсег радних фреквенција,
 брзина рада, поузданост, економичност.
- Преносна функција мерног уређаја, представља функционалну зависност између
излазног сигнала Yi и улазног сигнала Xi, која је дата једначином Yi=f(Xi).
- Осетљивост мерног уређаја је осетљивост излазне величине уређаја Y на промену
неког од параметра улазног сигнала

6. Шта су средства мерења и како се могу поделити? Приказати метролошку
шему овере мерних средстава за обезбеђење следивости мерила.
- Средства мерења су најважнији сегмент сваког мерног процеса и могу се
поделити на три основне групе:
 материјализоване мере (стандарди),
 мерни уређаји,
 мерни претварачи.
- Шема овере је утврђени документ
којим се успоставља по одређеном
поступку систем преноса димензије
јединице од националног еталона или
излазног референтног средства мерења помоћу радног средства.

7. Шта је то класа тачности мерног инструмента и како се на основу ње одређује интервал дозвољене апсолутне
грешке?
- Класа тачности је дозвољена изведена релативна грешка мерења инструмената,
добијена овером тих мерних инструмената са одговарајућим мерним
стандардима.

- На основу класе тачности интервал дозвољене апсолутне грешке се одређује
формулом:

8. Објаснити на примеру нулту методу мерења и за наведени пример навести да
ли је то директна или индиректна метода мерења и зашто.
- Мерење струје применом струјне ваге може се описати као нулта метода мерења
јер је испуњен услов да је разлика мерене струје, Ix, и референтне струје, Io,
једнака нули:

- У овом случају директно се пореде дејства електромагнетне силе на оба крака
струјне ваге. Када су уравнотежене силе које потичу од мерене и референтне
струје онда важи следећа релација:

- При свакој вредности мерене струје Ix подешава се вредност референтне струје
I0, како би се вага накнадно уравнотежила. Ова метода је директна зато што се у
исто време пореде две величине исте природе.

9. Према ком основном критеријуму су подељене методе мерења и како се могу
реализовати? На конкретном примеру објаснити диференцијалну методу
мерења.
- Основни критеријум поделе метода мерења је према природи мерене и
референтне величине на:
 директне методе мерења и
 индиректне методе мерења.
- Код директне методе су мерена и референтна величина исте природе, а код
индиректне нису исте природе.
- Директне и индиректне методе могу да се реализују и као:
 нулте методе,
 диференцијалне методе,
 компензационе методе,
 методе замене.
- Као пример диференцијалне методе мерења може послужити директна метода
мерења електричне струје, применом струјне ваге. У овом случају директно се
пореде дејства електромагнетне силе на оба крака струјне ваге. При свакој

вредности мерене струје Ix подешава се вредност референтне струје I0, како би се
вага накнадно уравнотежила. Ова метода је истовремено и нулта метода, јер је
приликом мерења испуњен услов да је Ix – I0 = 0. Ако се на скали са казаљком
градуишу калибрисани подеоци онда ће у том случају показивање казаљке бити
изван нуле, па је тада примењен принцип разлике, односно диференцијална
метода мерења

e

e

e