3 Методы измерений

4.1 Методы измерения

4.1.1 Метод измерения – совокупность приёмов использования принципов измерения и СИ. Обусловлен целью измерения и определяет взаимодействие СИ . Алгоритм обработки данных является составной частью метода измерения.

Для элементарного объекта измерением называют действие, после которого можно утверждать, что в момент измерения в определённых условиях определёнными средствами и действиями измеряемая величина Х имела значение аХв [1]. Действия, из которых состоит измерение, определяет различные методы измерения.

Метод непосредственной оценки (отклонений) - измеряемая величина Х после её ввода в СИ откладывается на числовой оси некоторого множества W. Осуществляется прямой ввод в СИ измеряемой величины, реализуется наиболее просто, но точность невысокая.

Х = КW (54)

uде К – некоторый коэффициент преобразования.

Метод сравнения с мерой – измеряемую величину находят сравнением с величиной, воспроизводимой мерой. Результат измерения вычисляют как сумму значения используемой для сравнения меры и показания СИ, либо принимают равным значению меры.

По методу сравнения способом противопоставления - измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на СИ (его блок сравнения), с помощью которого устанавливается соотношение между ними (например, взвешивание груза на равноплечных весах, когда Х определяется как сумма массы гирь, её уравновешивающих, и показаний шкалы прибора). Отсчётное устройство реагирует на разность сигналов, что повышает точность.

Разновидность метода сравнения - нулевой метод состоит в том, что подбором размера величины, воспроизводимой мерой, или её принудительным изменением эффект воздействия сравниваемых величин на СИ доводят до нуля (исследуется разность Х-W варьированием элемента W).

Дифференциальный метод - на СИ подаётся непосредственно разность ∆W между измеряемой величиной Х и величины, воспроизводимой мерой.

Компенсационный метод - сравнение Х и W ведётся непосредственно и одновременно компенсацией воздействия измеряемой величины на СИ. Уравнение измерения:

Х – W    Х _D (55)

Х – к W    Х _D (56)

где  Х _D – порог чувствительности детектора равновесия;

к – число множества К.

Компараторный (сравнительном) метод - используется дополнительное множество К, и СИ приводится к нулю изменением К или W.

Уравнение измерения:

Х – к W ₀    Х _D (57)

У(W) – У(W)    У _D +  У _п (58)

где W ₀ – эталонная величина;

 У _D – порог чувствительности детектора равновесия;

 У _п – изменение уравнения преобразования за время от моментов замещения У(Х) до замещения У(W).

Метод замещения – измеряемая величина Х замещается в СИ некоторой известной величиной W, воспроизводимой мерой. Замещение может быть полным (результат измерения принимается равным значению меры) и неполным. Сравнение Х и W осуществляется непосредственно и последовательно.

Х – W   ( у _D +  У _п)  (У) (59)

где  (У) – производная от функции  (У)= 1/У(Х).

Процедура измерений определяет логический ход действий и вытекающие из него условия и связи между результатом измерения и эталонным состоянием, принимаемым за истинное [1]. Процедура измерений зависят от методов измерений.